Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 19.1 - Ex. 86
- Mostre que, se o enunciado da segunda lei da termodinâmica para refrigeradores não fosse verdadeira, a entropia do universo poderia diminuir.
- Mostre que, se o enunciado da segunda lei da termodinâmica para máquinas térmicas não fosse verdadeiro, a entropia do universo poderia diminuir.
- Um outro enunciado da segunda lei é que a entropia do universo não pode diminuir. Você acaba de provar que este enunciado é equivalente aos enunciados para refrigeradores e para máquinas térmicas.
Passo 1
Na letra a, vamos supor que os refrigeradores retiram calor da fonte fria e conseguem liberar todo este calor para a fonte quente Se:
Então:
Sabendo que a variação da entropia do universo seja:
Como a temperatura do reservatório quente é maior que a temperatura do recipiente frio:
Então:
Sendo assim:
Concluindo que a entropia diminui!
Passo 2
Na letra b, vamos supor que as máquinas térmicas retiram calor da fonte quente e conseguem transformar todo este calor em trabalho, W.Se:
Então:
Sabendo que a variação da entropia do universo seja:
Então:
Concluindo que a entropia diminui!
Passo 3
O que observamos é que algum calor deve ser rejeitado, seja para a fonte fria, no caso das máquinas térmicas, ou trabalho, no caso dos refrigeradores. No entanto, não há nenhuma especificação quanto às quantidades.
Então, podemos usar a afirmação que
Seja para refrigeradores ou máquinas térmicas.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)