Termodinamica aplicada capitulo 1

Módulo I – Segunda Lei da Termodinâmica e Ciclos

Limites da Primeira Lei

No estudo da termodinâmica básica vimos que a energia deve ser conservar e que a Primeira Lei enuncia essa conservação. Porém, o cumprimento da Primeira Lei não nos garante que um processo ocorra realmente. Podemos evidenciar isso com um experimento muito simples. Se colocarmos um prato de comida que acabou de sair do forno sobre a mesa iremos verificar que com o tempo o calor é transferido da comida para o ambiente, esfriando nosso alimento. Esse experimento segue perfeitamente a Primeira Lei, pois o calor perdido pela comida se conserva sendo transferido para ar ambiente a sua volta. Agora vejamos o caso contrário. Se colocarmos um prato com a comida quente sobre a mesa neste mesmo ambiente não tem como o alimento aquecer ainda mais retirando calor do ar a sua volta, porque o mesmo se encontra numa temperatura menor, e já sabemos da física que o calor flui de um ponto com temperatura mais elevada para um ponto com temperatura menor. Porém se analisarmos não haveria violação da Primeira Lei, uma vez que a quantidade de energia perdida pelo ar estaria no alimento. Esse argumento deixa calor que o processo ocorre a uma determinada direção, e não na direção oposta. Poderíamos então dizer que o processo ocorre no sentido em que ele é espontâneo, vejamos. Conceitualmente processos espontâneos são aqueles que ocorrem sem que a vizinhança necessite realizar trabalho sobre o sistema. Na maioria das situações processos espontâneos ocorrem se a energia do sistema diminui, isto é, uma bola cai da mão para o chão, pois com isso diminui a energia potencial presente nela. Porém nem sempre isso é verdadeiro. Um exemplo que pode parecer contraditório é a dissolução de cloreto de sódio (sal de cozinha). Essa dissolução é endotérmica (absorve energia para ocorrer), portanto não deveria ocorrer de forma espontânea, mas o faz.

Então a diminuição da energia de um sistema não é suficiente para prever se