A Segunda Lei Termodinamica

Revista Brasileira de Ensino de F´ısica, Vol. 25, no. 4, Dezembro, 2003

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Facilitando a Compreens˜ao da Segunda Lei da Termodinˆamica
Towards Better Understanding of the Second Law of Thermodynamics

P.M.C. de Oliveira e K. Dechoum
Instituto de F´ısica, Universidade Federal Fluminense, Av. Litorˆanea s/n 24210-340, Niter´oi, Rio de Janeiro, Brasil
Recebido em 24 de junho, 2003. Aceito em 10 de outubro, 2003.
A id´eia central desse artigo e´ chamar a atenc¸a˜ o para o uso do diagrama T × S na descric¸a˜ o das m´aquinas t´ermicas revers´ıveis. Este diagrama mostra-se extremamente adequado e eficaz no ensino da segunda lei da termodinˆamica, segundo a formulac¸a˜ o de Kelvin. Os pares conjugados (PV) ou (TS) s˜ao equivalentes na descric¸a˜ o termodinˆamica dos processos revers´ıveis, no entanto uma escolha mostra-se mais apropriada que a outra quando se pretende salientar a universalidade dessa lei e n˜ao restringir a an´alise a uma substˆancia de operac¸a˜ o espec´ıfica como e´ o g´as ideal.
The central idea of this article is to call attention for the use of the T × S diagram in the description of reversible heat engines. This diagram is an extremely suitable and efficient way for teaching the second law of thermodynamics, following the Kelvin formulation. The conjugated pairs (PV) or (TS) are equivalent in the description of the reversible thermodynamic processes, however one choice is more appropriate than the other when one intends to point out the universality of this law and not to restrict the analysis to a specific operating substance like the ideal gas.

1 Introduc¸a˜ o
A segunda lei da termodinˆamica e´ uma das construc¸o˜ es intelectuais mais intrigantes de todos os tempos. Desde suas primeiras formulac¸o˜ es no s´eculo XIX, tem sido fonte de discuss˜oes acaloradas entre cientistas das mais variadas origens, nos mais variados ramos das ciˆencias. Apesar de seu foco ser os sistemas macrosc´opicos, algumas vezes tem sido abusivamente “aplicada” at´e