Enunciado de Clausius.

É impossível a construção de um dispositivo que, por si só, isto é, sem intervenção do meio exterior, consiga transferir calor de um corpo para outro de temperatura mais elevada

Segunda Lei da Termodinâmica

Enunciado de Kelvin-Planck.

É impossível a construção de um dispositivo que, por si só, isto é, sem intervenção do meio exterior, consiga transformar integralmente em trabalho o calor absorvido de uma fonte a uma dada temperatura uniforme.

Um processo é chamado irreversível, se o sistema e todas

as partes da sua envolvente não podem ser exactamente

restauradas para os seus respectivos estados iniciais, após o

processo ter ocorrido.

O processo é reversível se o sistema e envolvente podemO processo é reversível se o sistema e envolvente podem

ser devolvidos aos seus estados iniciais.

Entropia

dU=dW+dQ

dQ=dU-dW

TdS=dU+PdV

dH=dU+PdV+VdP

dH=TdS+VdP

TdS=dH-VdP

TdS=dU+PdV

Relações termodinâmicas

TdS=dU+PdV

TdS=dH-VdP

Para um GAS PERFEITO

Pv=RT

Tds=du+Pdv

v

dvR

T

dTCvds

dvT

P

T

duds

+=

+=

Tds=dh-vdP

P

dPR

T

dTCpds

dPT

v

T

dhds

−=

−=

vR

TCvds +=

PR

TCpds

Para um GAS PERFEITO

Pv=RT

Para os Calores específicos constantesPara os Calores específicos constantes

Evolução isentrópica de um Gás Perfeito

Para substancias incompressíveis

Balanço de entropia , sistemas fechados

Balanço de entropia , sistemas fechados

Water initially a saturated liquid at 100C is contained within a piston–cylinder

assembly. The water undergoes a process to the corresponding saturated

vapor state, during which the piston moves freely in the cylinder. There is no

heat transfer with the surroundings. If the change of state is brought about by

the action of a paddle wheel, determine the net work per unit mass, in kJ/kg, the action of a paddle wheel, determine the net work per unit mass, in kJ/kg,

and the amount of entropy produced per unit mass

6.42 One kilogram of air is initially at 1 bar and 450 K. Can a final state at 2 bar and 350

K be attained in an adiabatic process?

Balanço de entropia: Sistemas abertos

Components of a heat pump for supplying heated air to a dwelling are shown in the

schematic below. At steady state,Refrigerant 22 enters the compressor at 5C, 3.5 bar and

is compressed adiabatically to 75C, 14 bar. From the compressor,the refrigerant passes

through the condenser, where it condenses to liquid at 28C, 14 bar. The refrigerant then

expands through a throttling valve to 3.5 bar. The states of the refrigerant are shown on

the accompanying T–s diagram.

Return air from the dwelling enters the condenser at 20C, 1 bar with a volumetric flow

rate of 0.42 m3/s and exits at 50C with a negligible change in pressure. Using the ideal

gas model for the air and neglecting kinetic and potential energy effects, (a) determine

the rates of entropy production, in kW/K, for control volumes enclosing the ondenser,

compressor, and expansion valve, respectively. (b) Discuss the sources of irreversibility in

the components considered in part (a).

Problema 1 (1v+2v+2v)

a) Um sistema termodinâmico passa de um estado 1 para um estado 2, primeiro segundo

uma evolução reversível e depois segundo uma evolução irreversível. Em que caso a

variação de entropia é maior.

Justifique a resposta.

b) Um sistema cilindro - pistão contem hélio gasoso. Durante uma evolução reversível

isotérmica a variação de entropia do hélio ( nunca, às vezes, sempre) aumenta. Justifique.

c) Uma máquina frigorifica retira 300kJ/min de uma câmara que está a 2ºC e rejeita

345kJ/min para o ar da cozinha que está a 26ºC. Verifique se o frigorifico viola a segunda

lei da termodinâmica. Justifique.

Qual a taxa de geração de entropia.Qual a taxa de geração de entropia.

d) Quais os três mecanismos que podem provocar a variação de entropia de um volume

de controle?

Justifique.