Considere uma garrafa rígida de 10 L evacuada e envolvida pela atmosfera a 90 kPa e 27 °C. Em um determinado momento, abre-se uma válvula em seu gargalo, e o ar atmosférico escoa para

a garrafa. O ar admitido na garrafa finalmente atinge o equilíbrio térmico com a atmosfera devido à transferência de calor pela parede da garrafa. A válvula permanece aberta durante o processo, para que o ar da garrafa também atinja o equilíbrio mecânico com a atmosfera. Determine a taxa líquida de transferência de calor pela parede da garrafa e a geração de entropia durante esse processo de preenchimento.

Tomamos a garrafa como sistema, que é um volume de controle, uma vez que a massa atravessa a fronteira. Observando que as energias microscópicas dos fluidos e não fluidos são representadas pela entalpia energia interna , respectivamente, os balanços de massa e energia desse sistema de fluxo uniforme podem ser expressos como:

E

Combinando os dois balanços, temos que:

Onde:

E , então, da tabela A-17, podemos encontrar:

Substituindo na equação 1:

Observemos que o sinal negativo para transferência de calor indica que a direção assumida está errada. Portanto, invertemos a direção.

A entropia gerada durante esse processo é determinada aplicando o balanço de entropia em um sistema estendido. Isso inclui a garrafa e seu entorno imediato, de modo que a temperatura limite do sistema estendido seja a temperatura do ambiente em todos os momentos. O saldo da entropia para ele pode ser expresso como:

Sendo:

Então:

Resolvendo a equação, temos que:

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