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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