AULA DE REFORÇO – 07TERMODINÂMICA- SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA

Segunda Lei da Termodinâmica- Nenhuma máquina térmica, operando em ciclos, pode retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho.

Máquinas Térmicas- Chamamos máquina térmica todo dispositivo que continuamente transforma calor em trabalho, através de uma substância, que realiza ciclos entre duas temperaturas que se mantêm constantes. A temperatura Fonte quente corresponde à temperatura mais elevada; a temperatura mais baixa corresponde a á chamada Fonte fria.Rendimento de uma máquina térmica- A energia útil obtida pelo ciclo da máquina (o trabalho τ) corresponde à diferença entre a energia total recebida em cada ciclo QFQ e a energia não transformada QFF.τ=Q1-Q2

Chamamos rendimento de uma máquina térmica à relação entre a energia útil τ e a energia total envolvida QFF.

r= τQ 1

Tendo em vista a relação anterior, o rendimento também pode

ser expresso por: r=Q 1−Q 2

Q1 . Logo=

Máquina frigorifica- O calor não passa espontaneamente de um corpo para outro mais quente. No entanto há dispositivos denominados máquina frigorifica, nos quais essa passagem se verifica, mas não espontaneamente, sendo necessário que o ambiente forneça energia para o sistema. Eficiência de uma máquina frigorifica- Defini-se a eficiencia e de uma máquina frigorifica pela relação entre a quantidade de calor Q2 retirada da fonte fria e o trabalho τ necessário para essa transferência:

PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE INICIAÇÃO À DOCÊNCIA – PIBID 2011ESCOLA ESTADUAL JOSÉ BEZERRA CAVALCANTI

Alunos (as) Bolsistas Professor Supervisor

Nelson Cosme de AlmeidaDaiana Pereira Fernanda Katiusca dos Santos

r=1−Q2Q1

e=Q2τ

EXERCICIO1. Uma máquina térmica recebe 5000J de calor de uma fonte quente e cede 4000j para a

fonte fria a cada ciclo. Determine o rendimento dessa máquina:2. O segundo princípio da termodinâmica afirma que:

a) O rendimento máximo de uma máquina térmica depende da substância com qual a máquina funciona.

b) Uma máquina térmica não pode funcionar sem queda de temperatura e nunca restitui integralmente, sob forma de trabalho, a energia que lhe foi cedida sob forma de calor.

c) Uma máquina térmica possui rendimento de no máximo 90%.d) É impossível transformar calor em trabalho, operando com duas fontes de calor

a temperaturas diferentes.e) A energia total de um sistema isolado é constante.

3. Um motor a vapor realiza um trabalho de 12kJ quando lhe é fornecido uma quantidade de calor igual a 23kJ. Qual a capacidade percentual que o motor tem de transformar energia térmica em trabalho?

4. A substância trabalhante de uma máquina térmica realiza ciclos entre duas fontes térmicas, trocando com elas quantidades de calor 150J e 200J. Qual o rendimento dessa máquina?

5. Num refrigerador, para cada 80J retirados, em cada ciclo da substância trabalhante, 100J são enviadas do congelador para o meio ambiente. Determine:

a) O trabalho do compressor em cada ciclo;b) A eficiência desse refrigerador.

6. Em cada ciclo de uma máquina frigorifica, são enviados para a atmosfera 250J de calor. Sendo de 100J o trabalho realizado pelo compressor sobre a substância trabalhante. Determine:

a) A quantidade de calor retirada de uma máquina frigorifica, por ciclo, da fonte fria dessa máquina;

b) A eficiência dessa máquina frigorífica;

7. As figuras seguintes mostram os esquemas de três máquinas térmicas, sendo T1 a temperatura da fonte fria, T2 a temperatura da fonte quente, Q1 e Q2 os módulos das quantidades de calor transferidas entre as fontes e a máquina, e W o módulo do trabalho.

Afirma-se que: I. O esquema A representa uma máquina possível e o trabalho que ela realiza é W = Q2 – Q1.

II. O esquema B representa uma máquina possível e o trabalho que ela realiza é W = Q2.

III. O esquema C representa um refrigerador possível e o trabalho absorvido por ele é W = Q2 – Q1. Assinale a opção CORRETA: a) Apenas I é verdadeira b) Apenas I e II são verdadeiras. c) Apenas II e III são verdadeiras. d) Apenas I e III são verdadeiras.