2ª Lei da Termodinâmica

2ª Lei da Termodinâmica

Qualquer processo em que a energia é conservada é compatível com a 1ª lei.

Assim...

Se um processo ocorre num certo sentido ou seqüência conservando energia em cada instante, a 1ª lei leva a considerações de reversibilidade (inversão temporal).

Mas...

Atrito tende a frear corpos em movimento
(energia cinética calor)

Não ocorre acelerar corpos a partir do resfriamento do ambiente (experimento de Joule)

Economizar energia: que sentido tem se a energia se conserva?

Um corpo quente em contato com um corpo frio: o mais quente se resfria, o mais frio se aquece (o contrário não ocorre)

Atleta pulando do trampolim piscina

RESPOSTA: 2ª LEI DA TERMODINÂMICA

Primeiras idéias

Carnot (1824) – antes da formulação da 1ª lei

Formulação

Clausius (1850) e Kelvin (1851)

Alerta...

Pode-se converter inteiramente calor em energia W (num processo não cíclico) mecânica.

Exemplo:

expansão isotérmica de um gás

Máquina térmica sistema precisa executar um ciclo
(volta para posição inicial) FLUIDO OPERANTE

Enunciados da 2ª Lei

Enunciado de Kelvin (K)

É impossível realizar um ciclo cujo único efeito seja remover calor de um reservatório térmico e produzir uma quantidade equivalente de trabalho.

Enunciado de Clausius (C)

É impossível realizar um processo (ciclo) cujo único efeito seja transferir calor de um corpo mais frio para um corpo mais quente.

2ª Lei da Termodinâmica

h: rendimento
W: trabalho fornecido
Q1: calor consumido

ou h < 1

Enunciado K

(outra convenção)

da 1ª Lei

(calor cedido)
Melhores máquinas térmicas
~ 40% de rendimento

coeficiente de eficiência

(refrigeradores típicos
COE 5 ou 6)

fluxo

da 1ª Lei

equivalência dos dois enunciados

refrigerador miraculoso motor miraculoso Exemplos

Uma máquina térmica tem rendimento de 35%.
(a) Qual o trabalho que