Um tanque de volume constante preenchido com 2 kg de ar rejeita calor para um reservatório de calor a 300 K. Durante o processo, a temperatura do ar no tanque diminui para a temperatura do reservatório. Determine as expressões para as variações da entropia considerando o tanque e o reservatório, e também a variação total da entropia ou a entropia gerada por esse sistema isolado. Trace essas variações da entropia como funções da temperatura inicial do ar. Discuta seus resultados. Considere calores específicos cons-

tantes para o ar a 300 K.

Um tanque que contém uma quantidade de ar definida transfere calor para um reservatório térmico, até que se atinja o equilíbrio térmico. As expressões para a variação de entropia do ar contido no tanque e do reservatório térmico são dadas a seguir:

Para o ar contido no tanque:

Utilizamos a expressão de variação de entropia, considerando o ar como um gás ideal e que durante a transferência de calor para o reservatório, o volume de ar do tanque permanece constante. A variação é dada por:

A variação de entropia do reservatório é igual a razão entre o calor fornecido pelo tranque e a temperatura do reservatório:

por fim, a entropia gerada é dada por:

Utilizando os dados tabelados para o calor específico do ar, além da temperatura do reservatório e a massa de ar do tanque, os gráficos de variações de entropia podem ser vistos na Figura 1. Observe que o processo ocorre até que do reservatório.

Figura 1: Variações de entropia do tanque, do reservatório e entropia gerada.