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Prof. Oscar S.H. Mendonza – UFU e Prof. Oscar M. Rodriguez - EESC - USP Desigualdade de Clausius Entropia (Análise da segunda lei para processos) 1 a lei.

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1 Prof. Oscar S.H. Mendonza – UFU e Prof. Oscar M. Rodriguez - EESC - USP Desigualdade de Clausius Entropia (Análise da segunda lei para processos) 1 a lei para processos: definição da propriedade energia interna, u. 2 a lei para processos: definição da propriedade entropia, s. A entropia está para a 2 a lei assim como a entalpia está para a 1 a lei A desigualdade de Clausius é uma conseqüência da 2 a lei da termodinâmica

2 Prof. Oscar S.H. Mendonza – UFU e Prof. Oscar M. Rodriguez - EESC - USP Para um ciclo reversível: Portanto: Se: (Para todo ciclo reversível de um motor térmico) Considere o ciclo reversível (Carnot) de um motor térmico Obs.: note que para o ciclo de Carnot a transferência de calor ocorre apenas no processo isotérmico, ou seja:

3 Prof. Oscar S.H. Mendonza – UFU e Prof. Oscar M. Rodriguez - EESC - USP Comparando um ciclo irreversível com um reversível (T H, T L e Q H = ctes.) Conseqüentemente: No limite da irreversibilidade: Portanto: (Para todo ciclo irreversível de um motor térmico)

4 Prof. Oscar S.H. Mendonza – UFU e Prof. Oscar M. Rodriguez - EESC - USP Considere o ciclo de refrigeração (desenvolvimento similar ao realizado para motor térmico) Portanto, para todos os ciclos: Desigualdade de Clausius (igualdade válida para ciclos reversíveis e desigualdade para ciclos irreversíveis) Se um ciclo satisfaz a desigualdade de Clausius é equivalente dizer que a segunda lei da termidinâmica não foi violada.

5 Prof. Oscar S.H. Mendonza – UFU e Prof. Oscar M. Rodriguez - EESC - USP Entropia, uma propriedade termodinâmica de um sistema A demonstração da existência da propriedade termodinâmica entropia pode ser feita de maneira semelhante à dedução da energia do sistema (Cap. 5). Prova-se que é constante e independente do caminho para todos os caminhos reversíveis possíveis entre dois estados 1 e 2. A propriedade termodinâmica entropia pode ser definida por: integrando: Obs.: Como entropia é uma propriedade, a mudança na entropia de uma substância indo de um estado a outro é a mesma para todos os processos, ambos reversíveis ou irreversíveis, entre esses dois estados; portanto, o resultado da Eq. (1), válida apenas para processo reversível, pode ser utilizado para avaliar a magnitude da mudança de entropia para todos os processos entre esses dois estados. (1)

6 Prof. Oscar S.H. Mendonza – UFU e Prof. Oscar M. Rodriguez - EESC - USP A entropia para uma substância pura Assim como para qualquer propriedade termodinâmica, na região de saturação a entropia pode ser calculada utilizando-se o título: Diagrama esquemático temperatura-entropia:

7 Prof. Oscar S.H. Mendonza – UFU e Prof. Oscar M. Rodriguez - EESC - USP Diagrama temperatura-entropia:


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