Uma máquina térmica recebe 200.000 Btu de calor de uma fonte a 1.500 R e rejeita 100.000 Btu de calor para um sumidouro a 600 R. Calcule a variação da entropia de todos os componentes dessa máquina e determine se ela é completamente reversível. Quanto trabalho total a máquina pode produzir?

∆ S t o t a l = 33,3B t u / R Não reversível, mas possível W = 100.000B t u

Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 23

Uma máquina térmica recebe Btu de calor de uma fonte a R e rejeita Btu de calor para um sumidouro a R. Calcule a variação da entropia de todos os componentes dessa máquina e determine se ela é completamente reversível. Quanto trabalho total a máquina pode produzir?

Passo 1

“Fala aê!”, tudo tranquilo? Pois essa é uma questão bem tranquila de se fazer, vamos lá!

Nela, devemos determinar alteração da entropia de todos os componentes e, a partir disto, determinar se este motor térmico é reversível. Por fim, deve ser determinada a entrada de trabalho.

Podemos calcular a alteração da entropia de todos os componentes da seguinte maneira:

O trabalho pode ser determinado utilizando a primeira Lei:

Passo 2

Devemos considerar que o último termo da equação da entropia total é zero cada vez que o mecanismo completa um ciclo. Logo, podemos reduzir a equação para a seguinte forma:

Assim, obtivemos o valor da mudança de entropia e concluímos que o mecanismo não é reversível, mas possível, pois a entropia de tudo o que está envolvido com esse mecanismo aumentou.

Por fim, calculamos o trabalho por:

Resposta

Não reversível, mas possível

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