Entropia

Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica quarta-feira, 20/06/07

Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica
• A 1ª lei restringe as trocas de energia entre um sistema e sua vizinhança impondo a conservação da energia total. • Há vários processos na natureza que não violam a 1ª lei e que não ocorrem espontaneamente. Por exemplo, ela não impede que o calor passe de uma fonte fria para uma fonte quente  só é possível transferir calor de uma fonte fria para uma fonte quente quando se realiza trabalho sobre o sistema.
2ª Lei da Termodinâmica

Restringe o tipo de conversões energéticas nos processos termodinâmicos

Formaliza os conceitos de processos reversíveis e irreversíveis.

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Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica
• Metas: formular a 2ª lei no contexto do funcionamento de máquinas térmicas e refrigeradores. Essa lei aparece como uma limitação natural no desempenho desses dispositivos. Definiremos, o ciclo de Carnot, cujo desempenho é o melhor que se pode esperar de um sistema termodinâmico real. • Máquinas Térmicas: são dispositivos concebidos para converter calor em trabalho útil. Melhor dizendo, uma certa quantidade de energia na forma de calor flui para um sistema (máquina térmica) e uma fração dessa energia que entrou sai do sistema na forma de trabalho mecânico.

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Máquinas térmicas
Uma máquina térmica converte energia mecânica através dos seguintes passos: 4. Absorve energia térmica de um reservatório de temperatura mais elevada; 6. Utiliza parte dessa energia para realizar trabalho; 8. Libera energia em um reservatório a temperatura mais baixa. Como estas máquinas trabalham em ciclos, ∆U = 0 e, portanto, pela 1ª lei: Q – W = 0  QH – QC = W 13. A eficiência ou rendimento dessa máquina ao produzir trabalho é

QH > 0
W> 0
QC < 0

e=

W QH

=

QH − QC QH

= 1−

QC QH
4

100% se Qs = 0 NUNCA SE VERIFICA

Refrigeradores
Os refrigeradores operam num processo cíclico percorrido no sentido inverso: 3. É