Variazione entropia dell'universo

Variazione entropia dell'universo di una macchina termina

Variazione entropia dell'universo di un blocco di piombo

Variazione entropia dell'universo di una macchina termina

Variazione entropia dell'universo di un blocco di piombo

Problema

Una macchina termica scambia calore con due sole sorgenti a temperatura Tc = 500 K e Tf = 300 K rispettivamente. In un certo intervallo di tempo la macchina produce un lavoro L = 100 J con un rendimento h = 0.20. Calcolare la corrispondente variazione di entropia dell'universo.

- h_rev = 1 - Tf/Tc = 1 - 300/500 = 1 - 0.6 = 0.4 => h = 0.20 < h_rev => la macchina è irreversibile => D_UNIVERSO > 0

h = L/Qc => Qc = L/h = 100/0.2 = 500 J (calore assorbito)

|Qf| = Qc - L = 500 - 100 = 400 J (calore ceduto)

Notare che

|Qf|/|Qc| = 400/500 = 0.8 != Tf/Tc = 300/500 = 0.6 perciò è irreversibile

D_SUNIV. = D_SCALDA + D_FREDDA + D_MACCHINA

D_SCALDA = Qc/Tc = -500/500 = -1 J/K [la sorgente calda cede calore]

D_FREDDA = Qf/Tf = 400/300 = 1.33 J/K [la sorgente fredda assorbe calore]

D_MACCHINA = 0 poiché la macchina fa una trasformazione ciclica

D_UNIV. = -1 + 1.33 + 0 = 0.33 J/K > 0

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