Uma casa com aquecimento solar passivo que perde calor para o exterior a 3 °C e a uma taxa média de 50.000 kJ/h é mantida a 22 °C por 10 h durante uma noite de inverno. A casa deve ser aquecida por 50 recipientes de vidro, cada um contendo 20 L de água, aquecida até 80 °C durante o dia pela absorção de energia solar. Um aquecedor a resistência elétrica de reserva cuja potência é de 15 kW, controlado por termostato, é ligado sempre que necessário para manter a casa a 22 °C. Determine por quanto tempo o sistema de aquecimento elétrico ficou ligado naquela noite e a quantidade de entropia gerada durante o período.

Tomando o conteúdo da casa, incluindo a água como nosso sistema, a relação do balanço de energia pode ser escrita como:

Então:

Que pode ser reescrito como:

Como foi dado o valor da potência em W, podemos reescrever a equação assim:

Substituindo os valores, temos que:

Reorganizando e calculando, encontramos:

Tomamos a casa como sistema, que é um sistema fechado. A entropia gerada durante esse processo é determinada por aplicar o balanço de entropia em um sistema estendido que inclua a casa e seus arredores imediatos, de modo que a temperatura limite do sistema estendido é a temperatura do ambiente o tempo todo. O balanço de entropia para o sistema estendido pode ser expresso como:

Uma vez que o estado do ar na casa permanece inalterado, a entropia gerada durante o período de 10 horas naquela noite é:

Substituindo os valores, temos que:

Obs: É interessante deixar sempre a temperatura em Kelvin, para evitar erros bobos.

Então: