Entropia e Segunda lei da termodinâmica
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Entropia e Segunda lei da termodinâmica
Disciplina: Termodinâmica
Professora: Aline
Alunos: Anderson Formiga
César Carlos
joeliton
Luis Carlos
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR
UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
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Roteiro
Processos irreversíveis
Processos reversíveis
Expansão livre
Entropia
Variação de entropia
Segunda lei da termodinâmica
Maquinas Térmicas
Eficiência da maquina de Carnot
Refrigerador
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PROCESSOS IRREVERSÍVEIS
• Processos irreversíveis: sempre ocorrem em uma direção• Exemplos: • Expansão livre de um gás • Fluxo de calor de um corpo quente para um corpo frio• Atrito converte energia mecânica em calor
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PROCESSOS REVERSÍVEIS
Processos reversíveis: É uma idealização, mas podem ocorrer.
• Deixa o sistema em equilíbrio com a vizinhança;
• Ocorre para mudanças lentas na temperatura do sistema em seu
processo inverso .
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EXPASSÃO LIVRE
• Se removemos a partição, o gás sofre o que é conhecido como expansão livre na qual não há realização de trabalho nem transferência de calor. Pela primeira lei da termodinâmica (ΔU = Q – W) como Q e W não sofrem alteração temos que a energia interna permanece inalterada.
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ENTROPIA
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A entropia como qualquer outra variável de estado tem uma
valor bem definido para cada estado de equilíbrio. Do mesmo
modo que a energia interna, a entropia depende de outras
propriedades do sistema, como por exemplo da temperatura e
do volume.
De uma forma geral o conceito de entropia associa-se ao grau
de desordem de um sistema: quanto maior for a desordem do
sistema, maior é a entropia.
CONCEITO DE ENTROPIA
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• A variação da entropia é diretamente proporcional à variação da
energia, sendo que essa proporcionalidade é dada pela temperatura T.
• Segundo Lord Kelvin (William Thomson, 1824-1907), é impossível
construir uma máquina térmica em que todo o calor da fonte seja usado
integralmente em trabalho, ou seja, seu rendimento nunca será de
100%. A energia que é dissipada na forma de calor se transforma em
entropia, aumentando a desordem do sistema.
• Temos então que o aumento da entropia é muito importante, pois sem
ele nada aconteceria, ele é responsável pela ocorrência dos fenômenos.
VARIAÇÃO DE ENTROPIA
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VARIAÇÃO DE ENTROPIA
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MUDANÇA DE FASES
• Durante uma mudança de estado, a variação de entropia pode não ser acompanhada não somente por variações de temperatura, pressão ou volume nas vizinhanças e sistema, mas também de transformações físicas, tais como fusão, vaporização, entre outros.
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INTERPRETAÇÃO MOLECULAR DA ENTROPIA
• Quando a mudança de estado ocorre em um sistema isolado, o sistema diminui a sua capacidade de realizar trabalho nas vizinhanças e a entropia aumenta.
• Exemplo 1: Quando a massa das vizinhanças é resfriada.• Há um aumento de entropia;• Neste processo a energia é conservada, mas é transformada
em uma forma menos útil, que são os movimentos termais aleatórios;
• A variação de entropia positiva é associada a degradação da energia mecânica em calor.
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ENTROPIA E A SENGUDA LEI DA TERMODINÂMICA
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A termodinâmica trata do estudo da relação entre o calor e o trabalho, ou, de uma maneira mais prática, o estudo de métodos para a transformação de energia térmica em energia de movimento.
ENUNCIADO DA SEGUNDA LEI
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• Lei Variavel de estado• Lei Zero temperatura: T• Primeira Lei (ΔU =Q- W) energia interna:U• Segunda Lei ΔS≥0 entropia: S
LEIS DA TERMODINÂMICA
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MAQUINA TERMICA
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É um dispositivo que transforma calor em trabalho e energia mecânica.
ENUNCIADO DE MAQUINA TERMICA
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CICLO DE CARNOT
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• W =Qh -|Qc|• Maquina ideal: |Qc|=0
Mas:|Qc|›o
Eficiência: e
Mede o desempenho da
maquina:|Qc|=0
EFICIÊNCIA DE UMA MAQUINA DE CARNOT
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• Limita o desempenho de uma
maquina real;
• Maquina: converte calor em
energia mecânica;
• Relembrando: conversão de
Energia mecânica é um
processo irreversível.
MAQUINA IDEAL
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EXEMPLOS DE MAQUINAS DE CARNOT
Maquina Térmica
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REFRIGERADORES
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• Tipo uma maquina térmica, mas
operando num sentido inverso;
• Refrigerador absorve calor Qc;
• Refrigerador libera calor Qh;
• Trabalho W realizado sobre
o sistema.
CONCEITO DE REFRIGERADOR
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REFRIGERADOR
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• Brasil Escola, Máquinas de Carnot. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/fisica/maquinas-carnot.htm>, acessado dia 03/12.
• • Entropia e Segunda Lei da Termodinâmica, Disponível em: • <http://www.google.com.br/url?
sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=9&cad=rja&ved=0CHcQFjAI&url=http%3A%2F%2Fcejarj.cecierj.edu.br%2Fpdf_mod2%2FCN%2FUni05_Mod2_Fis.pdf&ei=5l-fUsjIKOTKsQSalYHoDg&usg=AFQjCNGZKbmg7jSgHjfGwA4StkcbL2IAQw&sig2=zZH5gQsQRAKCiJOr5AIHyg&bvm=bv.57155469,d.cWc >, acessado dia 01/11.
• UFPA, Físico-Química. Disponível em: • < http://www.ebah.com.br/content/ABAAAflYMAF/livro-fisico-quimica-ufpa
>, Acessado dia 02/11.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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OBRIGADO PELA ATENÇÃO