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=500K E Tf=300K RISPETTIVAMENTE. IN UN CERTO INTERVALLO DI TEMPO LA MACCHINA PRODUCE UN LAVORO L=100J CON UN RENDIMENTO η=0.20. CALCOLARE LA CORRISPONDENTE VARIAZIONE DI ENTROPIA DELL'UNIVERSO.

- η_rev = 1 - _Tf/^Tc = 1 - ₃₀₀/⁵⁰⁰ = 1 - 0.6 = 0.4

⇒ η = 0.20 < η_rev ⇒ LA MACCHINA È IRREVERSIBILE

⇒ ΔS_universo > 0

• η = _L/^Qc ⇒ Qc = _L/^η = 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

⇒ MACCHINA È IRREVERSIBILE

ΔS_universo = ΔS_calda + ΔS_fredda + ΔS_macchina

ΔS_calda = _Qc/^Tc = -₅₀₀/⁵⁰⁰ = -1 J/K [La sorgente calda cede calore]

ΔS_fredda = _Qf/^Tf = ₄₀₀/³⁰⁰ = 1.33 J/K [La sorgente fredda assorbe calore]

ΔS_macchina = 0 PERCHE' LA MACCHINA FA UNA TRASFORMAZIONE CICLICA

ΔS_universo = -1 + 1.33 + 0 = 0.33 J/K > 0