Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 26
No problema anterior, considere que o calor é transferido do reservatório frio para o reservatório quente, contrariando o enunciado de Clausius da segunda lei. Prove que isso viola o princípio do aumento da entropia – o que inclusive está de acordo com o enunciado de Clausius.
Passo 1
Fala, parceiro (a)!! Nesta questão devemos comprovar que a transferência de calor de um reservatório frio para o reservatório quente viola o princípio do aumento da entropia, que está de acordo com o enunciado de Clausius. Devemos ainda considerar os dados do problema .
Enunciado de Clausius:
‘’É impossível construir um dispositivo que funcione em um ciclo e não produza qualquer outro efeito que não seja a transferência de calor de um corpo com temperatura mais baixa para um corpo com temperatura mais alta’’.
Princípio do aumento da entropia:
‘’A entropia de um sistema isolado durante um processo sempre aumenta ou, no caso-limite de um processo reversível, permanece constante’’.
Passo 2
Considerando os dados do problema , a mudança de entropia do reservatório de alta temperatura é:
E a mudança de entropia do reservatório de baixa temperatura é:
A variação total da entropia de tudo o que está envolvido com este sistema é:
Logo, isto viola o princípio do aumento da entropia, pois a variação total da entropia é negativa.
Resposta
Como a variação total da entropia é negativa, , temos que isto viola o princípio do aumento da entropia, que deve ser nulo ou positivo.