2ª lei da termodinâmica até entropia(2).pdf

Professor: Emerson Luis

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Sentidos das transformações:

A

As transformações

espontâneas acontecem

nesse sentido.

1

2

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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”.

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Q1 Q2

τ

21QQ

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21QQ

21QQ

Trabalho

Calor retirado da

fonte quente

Calor rejeitado para a

fonte fria

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1Q

Trabalho

Calor retirado da

fonte quente

Q1 Q2

τ

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1

2

1

2

1

1

1

21 1Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

QQ

1Q

1

21Q

Q

*Podemos escrever o rendimento de outra maneira:

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1

21Q

Q

Fórmulas de rendimento:

1Q

Ou

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Pressão

Volume

T1

T2D C

B

A

τ

Q1

Q2

T1 > T2

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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.

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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.

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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.

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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.

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T1

Q1 Q2

τ

Máq. T2

Fonte

Quente

Fonte

Fria

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21QQ

Calo rejeitado

para a fonte

quente

Energia gasta para fazer o calor

fluir no sentido inverso ao

natural.

Calor retirado da

fonte fria

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2Q

1Q

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2Q

e

Calor retirado

da fonte fria

Trabalho

Eficiência

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Fazer questão P.185 Pág. 200

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Forma Desordenada de

Energia

Forma Ordenada de

Energia

Os processos naturais sempre tendem para o aumento da entropia.

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Fazer questão T.202 Pág. 216

Fazer questão T.205 Pág. 216

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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

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