Se 200 J de calor forem conduzidos de um reservatório térmico a uma temperatura de 127°C para outro na temperatura de 27°C, qual quantidade de calor seria irreversivelmente “perdida”, devido aos processos irreversíveis aí presentes?
- A) zero
- B) 50 J
- C) 100 J
- D) 150 J
- E) 200 J
Resposta:
Resposta: D) 150 J
Para encontrar a quantidade de calor irreversivelmente "perdida" durante o processo, precisamos entender como a transferência de calor ocorre entre os dois reservatórios térmicos. No caso, 200 J de calor são conduzidos de um reservatório a uma temperatura de 127°C para outro a uma temperatura de 27°C.
É importante notar que a temperatura do reservatório de destino é menor que a do reservatório de origem. Isso significa que haverá uma perda de energia durante o processo de transferência de calor, pois a energia não pode ser transferida de forma reversível de um sistema a uma temperatura mais baixa para outro a uma temperatura mais alta.
A perda de energia ocorre devido à entropia, que é uma medida do desordem ou da desorganização de um sistema. Quando a energia é transferida de um sistema a uma temperatura mais alta para outro a uma temperatura mais baixa, há um aumento na entropia do sistema, o que significa que a energia se torna menos disponível para realizar trabalho.
Para calcular a quantidade de calor irreversivelmente "perdida", podemos utilizar a fórmula: ΔS = Q / T, onde ΔS é a variação de entropia, Q é a quantidade de calor transferida e T é a temperatura em kelvin.
No caso, temos Q = 200 J e T = 300 K (27°C). Substituindo os valores, obtemos: ΔS = 200 J / 300 K = 0,67 J/K.
Agora, para encontrar a quantidade de calor irreversivelmente "perdida", podemos utilizar a fórmula: Q_perdida = T * ΔS. Substituindo os valores, obtemos: Q_perdida = 300 K * 0,67 J/K = 150 J.
Portanto, a resposta correta é D) 150 J.
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