2ª Lei da Termodinâmica até Entropia(2).pdf
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Professor: Emerson Luis
Professor: Emerson Luis
Sentidos das transformações:
A
As transformações
espontâneas acontecem
nesse sentido.
1
2
Professor: Emerson Luis
Enunciados que expressam a
2ª lei da termodinâmica:
Clausius : “o calor só pode passar, espontaneamente, do corpo de
maior temperatura para o de menortemperatura”.
Kelvin :“ É impossível uma máquina térmica, operando em ciclos, converter
integralmente calor em trabalho”.
Professor: Emerson Luis
Q1 Q2
τ
21QQ
Professor: Emerson Luis
21QQ
21QQ
Trabalho
Calor retirado da
fonte quente
Calor rejeitado para a
fonte fria
Professor: Emerson Luis
1Q
Trabalho
Calor retirado da
fonte quente
Q1 Q2
τ
Professor: Emerson Luis
1
2
1
2
1
1
1
21 1Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
1Q
1
21Q
Q
*Podemos escrever o rendimento de outra maneira:
Professor: Emerson Luis
1
21Q
Q
Fórmulas de rendimento:
1Q
Ou
Professor: Emerson Luis
Pressão
Volume
T1
T2D C
B
A
τ
Q1
Q2
T1 > T2
Professor: Emerson Luis
B C (Expansão Adiabática) O sistema não troca
calor, realizando trabalho com diminuição de
energia interna e, portanto, de temperatura.
C D (Compressão Isotérmica) O
sistema rejeita calor Q2 para a fonte
fria, utilizando o trabalho recebido.
D A (Compressão Adiabática) O sistema não
troca calor, recebendo trabalho com aumento de
sua energia interna e, portanto, de temperatura.
A B (Expansão Isotérmica) O sistema
realiza trabalho utilizando o calor Q1,
retirado da fonte quente.
Professor: Emerson Luis
O rendimento de uma máquina térmica é muito pequeno devido a
segunda lei da termodinâmica. Sabendo disso um físico e
engenheiro francês Nicolas Carnot desenvolveu um ciclo chamado
de ciclo de Carnot. Se uma máquina térmica conseguisse funcionar
seguindo as instruções do ciclo ela teria rendimento máximo,
porém este é um ciclo teórico, idealizado; jamais uma máquina irá
conseguir funcionar seguindo as instruções deste ciclo.
Professor: Emerson Luis
Podemos calcular o rendimento da máquina
de Carnot através da seguinte forma:
1
21Q
Q
1
2
1
2
T
T
Q
Q
MAIOR
MENORMáx
T
T1
Esta fórmula nos dá o
rendimento máximo de
uma máquina térmica.
Professor: Emerson Luis
Fazer questão P.190 Pág. 203
Note que mesmo o ciclo de Carnot nos dando um rendimento
máximo, ele está longe de ser 100%, pois isto iria contrariar a
segunda lei da termodinâmica.
Professor: Emerson Luis
T1
Q1 Q2
τ
Máq. T2
Fonte
Quente
Fonte
Fria
Professor: Emerson Luis
21QQ
Calo rejeitado
para a fonte
quente
Energia gasta para fazer o calor
fluir no sentido inverso ao
natural.
Calor retirado da
fonte fria
Professor: Emerson Luis
2Q
1Q
Professor: Emerson Luis
2Q
e
Calor retirado
da fonte fria
Trabalho
Eficiência
Professor: Emerson Luis
Fazer questão P.185 Pág. 200
Professor: Emerson Luis
Professor: Emerson Luis
Professor: Emerson Luis
Professor: Emerson Luis
Professor: Emerson Luis
Forma Desordenada de
Energia
Forma Ordenada de
Energia
Os processos naturais sempre tendem para o aumento da entropia.
Professor: Emerson Luis
Fazer questão T.202 Pág. 216
Fazer questão T.205 Pág. 216
Professor: Emerson Luis
Pág.196 à 203 e Pág. 205 a 207
Todos da Pág. 200;
Todos da Pág. 203;
Todos os resolvidos
P. 206
P. 207 (Desafio)
T.193, T.195,
Todos da Pág.215,
Todos da Pág.216
Professor: Emerson Luis
Professor: Emerson Luis