Termodinamica

A segunda lei da termodinâmica
Sentido de um processo termodinâmico

Os processos termodinâmicos que ocorrem na natureza são todos processos irreversíveis (esses processos são aqueles que ocorrem em um determinado sentido, porém não ocorrem no sentido contrário). A segunda lei da termodinâmica é que determina qual o sentido preferencial desses processos.
Apesar desse sentido preferencial de todo o processo natural, pode-se imaginar uma classe de processos idealizados que poderiam se reversíveis. Um sistema que realiza esse processo reversível ideal está sempre próximo do equilíbrio termodinâmico com as vizinhanças e no interior do próprio sistema. Uma transformação reversível é uma idealização que não pode ser realizada com precisão no mundo real. Entretanto, fazendo o gradiente de pressão e o gradiente de temperatura muito pequenos, podemos manter o sistema muito próximo de seu estado de equilíbrio, e o processo pode ser tornar aproximadamente reversível (razão para qual chama-se um processo reversível de processo de quase-equilíbrio).
O estado aleatório ou o grau de desordem do estado final de um sistema pode ser relacionado ao sentido da realização de um processo natural.

Máquinas térmicas

A maior parte de nossa energia vem da queima de combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás) e de reações nucleares. Elas fornecem a energia que é transferida como calor, usando diretamente no aquecimento de edifícios, para cozinhar e em processos químicos; contudo, para impulsionar um veículo ou para fazer funcionar qualquer máquina, necessitamos de energia mecânica. É importante saber como obter calor de uma fonte e converter a maior parcela possível desse calor em energia mecânica ou trabalho.
Qualquer dispositivo que transforma calor parcialmente em trabalho ou em energia mecânica denomina-se maquina térmica. Geralmente, uma máquina de matéria no interior da máquina recebe ou rejeita calor, expande-se e se comprime, e algumas vezes sofre transições de fase.