Dez gramas de chips de computador com um calor específico de 0,3 kJ/kg⭈K estão inicialmente a 20 °C. Esses chips são então resfriados com 5 g de líquido saturado R-134a a -40°C. Considerando que a pressão mantém-se constante enquanto os chips estão sendo resfriados, determine a variação da entropia (a) dos chips, (b) do R-134a e (c) do sistema inteiro. Esse processo é possível? Por quê?

Passo 1

Entendendo o problema:

Chips de computador são resfriados por meio de um fluido sob pressão constante. O sistema é estacionário, e as variações de energia total do sistema, dizem respeito às energias internas dos chips e do fluido refrigerante.

O calor liberado pelos chips pode ser calculado como:

Não havendo transferência de calor para o ambiente externo, o calor liberado pelos chips no resfriado é todo fornecido ao fluido. Uma vez que este estava inicialmente no estado saturado, é de imaginar que parte de sua massa passe para o estado de vapor. A massa do fluido que se vaporiza no processo é dada por:

Item A:

Consultando a Tabela A-11 para obter os dados, a mudança na entropia do fluido refrigerante é dada como:

Passo 2

Item B:

A variação de entropia para os chips é dada pela expressão usual de variação de entropia em sólidos:

Passo 3

Item C:

Finalmente, a variação total de entropia é dada como

Uma vez que a variação total de entropia, ou entropia gerada, é positiva, este processo atende o princípio do aumento de entropia, sendo portanto possível.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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