Máquinas Térmicas e a Segunda Lei da Termodinâmica

Aulas 6 e 7- Prof. Romulo(04/03/2013) e (07/03/2013)

Processos Reversíveis e Irreversíveis

Qual é a correta direção do tempo?

Processos Reversíveis e Irreversíveis

Qual é a correta direção do tempo? Presente

Futuro

Segunda Lei da Termodinâmica

dQ = T dS

Consequências:

TQ TF

(Processo proibido!)

d S > 0

Ciclo de Carnot (Delta S=0, processo reversível ou máquina super eficiente!)

onde e<1 e quanto mais próximo de 1 a máquina se torna mais eficiente!

Ciclo hor\’ario!

Exercício 1: mostre que a eficiência máxima obtido em um ciclo de Carnot é dada por:

e= 1- Tf/Tq

onde e<1.

Tq

Tf

Exercício 2: mostre que a eficiência da máquina de Stirling é menor que a eficiência de uma máquina de Carnot . Sugestão, use o fato que o módulo da entropia no processo (4) é maior que no processo (2).

Refrigeradores

onde K > 1 e quanto maior for seu valor mais eficiente é o refrigerador!

Ciclo anti-hor\’ario!

Autêntico: ar condicionado

Falso: ar condicionado

Retira calor da fonte fria!

Cede calor na fonte quente!

Por que o falso ar condicionado não é um invento de grande impacto?

Falso ar condicionadoAutêntico ar condicionado

Como funciona um refrigeradorFonte Quente

Fonte Fria

Vapor!

refrigerante!

Fonte Fria

direção do vapor!

V

pVapor

Interior da GeladeiraLiquido

Exterior da geladeira

saída de calor

entrada de calor

Exercício 2: (a) mostre que a eficiência máxima obtido em um ciclo de Carnot para um refrigerador é dada por: K= Tf/(Tq-Tf)

(b) sabendo que na eficiência mínima K=1, determine a temperatura Tq nesse regime em graus Celsius, sabendo quea temperatura Tf em Celsius vale 0 C.

c) Para que temperatura Tq teremos um rendimento máximo para geladeira?

(c) Por que não há problema em colocar roupas molhadas atrás da geladeira*?

* desde que as roupas não sejam abandonadas atrás da geladeira e provoque um incêndio!

Exercício 3: (a) construa o diagrama PxV para o líquido submetido aos ciclos de bombeamento e ao receber o banho térmico do gelo. (b) Em que local o termômetro iria marcar baixas temperaturas? (c) Se o “cooler” estivesse desligado, o que poderia acontecer com asserpentinas.

Lista do Cap.20

fim

Q.16, Q.29 e Q.35