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O princípio da conservação da energia sugere que uma forma qualquer de energia possa ser convertida em outra modalidade e isso deve ocorrer de tal modo.

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Apresentação em tema: "O princípio da conservação da energia sugere que uma forma qualquer de energia possa ser convertida em outra modalidade e isso deve ocorrer de tal modo."— Transcrição da apresentação:

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2 O princípio da conservação da energia sugere que uma forma qualquer de energia possa ser convertida em outra modalidade e isso deve ocorrer de tal modo que a energia total do sistema permaneça constante. A primeira lei da Termodinâmica é uma aplicação do princípio da conservação da energia mas que não prevê a possibilidade da não ocorrência de um determinado processo de transformação. Na realidade, nem todos os processos que obedecem à primeira lei da Termodinâmica podem ser realizados na prática. A segunda lei da Termodinâmica estabelece um sentido de maior probabilidade de ocorrência de um fenômeno, ou seja, ela indica o sentido preferencial de ocorrência de processos naturais.

3 As máquinas térmicas são dispositivos que convertem energia térmica em trabalho utilizando um fluido, chamado fluido térmico, que realiza ciclos entre duas temperaturas que permanecem constantes.

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8 Aplicando-se o Princípio da conservação de energia: Assim:

9 O rendimento (η) é definido pela razão entre a energia útil e a energia total: E ainda:

10 A máquina térmica ideal seria aquela que apresenta rendimento igual a 100% (η=1). Para que isso aconteça é necessário que o calor cedido à fonte fria seja nulo (Q 2 =0) o que é impossível pois a energia térmica só sai da fonte quente devido a existência da fonte fria. Para uma máquina térmica real, η < 1. Assim, Kelvin enuncia que: É impossível construir uma máquina térmica, que opere num ciclo termodinâmico, cujo o único efeito seja a retirada de calor de uma fonte quente e sua integral conversão em trabalho mecânico.

11 Diante dos rendimentos obtidos para as máquinas térmicas, Sadi Carnot se propôs a projetar uma máquina teórica que obtivesse uma máquina térmica que opere entre duas fontes, quente e fria, de temperaturas absolutas T 1 e T 2. De acordo com Carnot, nenhuma máquina pode atingir rendimento maior do que quando opera com o ciclo de Carnot. O Ciclo de Carnot é constituído de 4 transformações gasosas: Expansão Isotérmica; Expansão Adiabática; Compressão Isotérmica; Compressão Adiabática.

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13 P V A B C D

14 Demonstra-se que, na máquina de Carnot, as quantidades de calor Q 1 e Q 2 são proporcionais às respectivas temperaturas T 1 e T 2, assim: O rendimento da máquina de Carnot é dado por:

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22 Há também um outro enunciado para a Segunda Lei, o de Clausius. É impossível que o calor flua de uma fonte térmica fria para uma fonte térmica quente de forma espontânea. Uma máquina frigorífica (refrigerador) é um dispositivo que, com o auxílio de um trabalho externo, retira energia térmica de uma fonte térmica fria e transfere-o para uma fonte térmica quente. A máquina frigorífica não viola a segunda lei justamente devido ao trabalho externo realizado sobre ela.

23 Existem dispositivos que, durante o seu funcionamento, transformam trabalho em calor. Estas máquinas fazem a transferência de calor de onde há menor temperatura para onde há maior temperatura. A eficiência de tal máquina é dada por:

24 Há também um outro enunciado para a Segunda Lei, o de Clausius. É impossível que o calor flua de uma fonte térmica fria para uma fonte térmica quente de forma espontânea.

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32 Com base no exposto acima, é correto afirmar: a) a energia da radiação solar é utilizada para condensação do vapor de água. b) o processo de condensação do vapor de água ocorre nas placas de vidro que estão à mesma temperatura do vapor. c) a condução térmica não atua no processo de dessalinização da água. d) a entropia do vapor de água diminui quando o vapor se condensa nas placas de vidro.

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34 A situação descrita evidencia que, no processo de combustão, parte da energia não foi transformada em trabalho para o carro se mover. Examinando-se as trocas de calor efetuadas, pode-se afirmar: a) Considerando o motor uma máquina térmica ideal, quanto maior for o calor trocado, maio será o rendimento do motor. b) Considerando o motor uma máquina térmica ideal, quanto menor for o calor trocado, menor será o rendimento do motor. c) Ocorre um aumento da entropia do ar nessas trocas de calor. d) Ocorrem apenas processos reversíveis nessas trocas de calor.


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