resumo 2 lei da termodin mica
Máquina térmica ou motor é um dispositivo que extrai energia do ambiente, na forma de calor, e realiza trabalho útil. No interior de toda máquina térmica está uma substância de trabalho, que sofre as transformações termodinâmicas que possibilitam as mudanças de forma da energia.
Para que uma máquina funcione de maneira permanente é necessário que ela opere em ciclos, ou seja: a substância de trabalho passa por diversas transformações termodinâmicas até retornar ao estado inicial, completando um ciclo.
De modo geral as máquinas térmicas operam em ciclo entre duas fontes térmicas com temperaturas diferentes. Uma máquina térmica retira calor da fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria e transforma essa diferença de energia em trabalho mecânico. ♦ A Entropia como uma função de estado
A entropia é uma função de estado. Para provar essa afirmação, basta mostrar que a integral ao longo de um ciclo arbitrário é nula, pois a entropia é a mesma nos estados inicial e final, independente do processo que levou um estado ao outro figura 1. Isto é precisamos mostrar que:
eq.4
Figura 1: Num ciclo termodinâmico a variação global de uma função de estado (estado inicial ate o estado final e então de volta para o estado inicial) é igual a zero.
Onde o símbolo
mostra que a integração é feita sobre uma curva fechada. Há três
etapas na demonstração:
1- Primeiro mostrar que a equação 4 é verdadeira para um ciclo especial (um ciclo de
Carnot’) envolvendo um gás perfeito.
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2 - Então mostrar que o resultado é verdadeiro, independente da substância de trabalho.
3 - Finalmente, mostrar que o resultado é verdadeiro para qualquer ciclo.
Um ciclo de Carnot, assim denominado em Homenagem ao engenheiro francês Saidi
Carnot (1824), que imaginou, é constituído por quatro processos reversíveis sucessivos
(figura 2):
(eq.5)
Figura 2: A estrutura básica de um ciclo de Carnot. Na etapa1, há uma expansão isotérmica reversível na temperatura Th. A etapa 2 é