FQU 01 Existem fenômenos naturalmente considerados como expontâneos gás expande naturalmente até ocupar todo o volume Corpo aquecido tende a resfriar até a tingir a temperatura ambiente Espontaneidade esta associado a processos que podem acontecer sem a necessidade de realização de trabalho Segunda Lei - espontaneidade

FQU 02 Segundo Kelvin – Não é possível um processo que tenha como único resultado a absorção de calor de um reservatório térmico e a sua completa conversão em trabalho. Sempre existe uma quantidade de calor que é transferida para um reservatório frio Segunda Lei - Enunciado Exemplo da Bola sobre a mesa

FQU 03 Constituido por: fonte de calor (fonte quente) Sorvedouro de calor (fonte fria) Máquina térmica (converte calor em trabalho Máquina térmica Importante: Temperatura nas fontes é constante Existe sempre uma parcela de calor que não é convertida em trabalho Máquina térmica

FQU 04 Outos exemplos: Gás em expansão Resfriamento de sistema aquecido A bola é o sistema Mesa faz parte das vizinhanças Sentido preferencial é aquele que favorece a dispersão caótica maior da energia. Uma bola em repouso sobre uma mesa Calor mesa (q) Trabalho (W) A mesa e a Bola

FQU 05 A mesa e a Bola

FQU 06 1 a Lei – define o conceito de energia interna - energia como um parâmetro conservativo - existe uma tendência a atingir um estado de menor energia ??? 1 a Lei Energia sistema (diminui) Energia das vizinhanças (aumenta) Espontâneo Não espontâneo O sentido do processo depende da conversão entre diferentes formas de energia Segunda Lei e Primeira Lei

FQU 07 A entropia de um sistema isolado aumenta numa mudança espontânea 1 a Lei – define o conceito de energia interna - energia como um parâmetro conservativo - energia interna como função de estado - define se um processo é possível ou não 2 a Lei – define o conceito de entropia ( É UMA MEDIDA DA DESORDEM MOLECULAR) - define se um processo é reversível ou não - entropia como um parâmetro não conservativo - entropia como função de estado - define se um processo é espontâneo ou não S tot = entropia do sistema + entropia das vizinhanças Entropia

FQU 08 O conceito de entropia tem como base a relação entre calor e grau de desordem. Trabalho não gera desordem e sim ordem Entropia é termodinâmicamente definida por Unidade J/K ou entropia molar J/K mol Para transformações finitas Entropia inversamente proporcional a temperatura Variação de entropia para um gás ideal em expansão isotérmica reversível Entropia

FQU 09 Gás ideal isotérmico S vizinhança SISTEMA VIZINHANÇA Vizinhança – reservatório de volume constante Como energia interna função de estado Se temperatura constante T Processo adiabático Entropia sistema e vizinhança

FQU 10 dS independe do processo PROVA : para um ciclo fechado - S = 0 Entropia como função de estado

FQU 11 1 – Expansão isotérmica reversível de A a B a T q 2 – Expansão adiabática reversível de B a C de T q a T f 3 – Compressão isotérmica reversível de C a D a T f 4 – Compressão adiabática reversível de D a A de T f a T q Ciclo de Carnot

TMA 12 Eficiência De acordo com Carnot Todas as máquinas reversíveis têm a mesma eficiência qualquer que seja o modo de operação. Ciclo de Carnot – máquina térmica

TMA 13 Máquina reversível – eficiência independe do modo de operação Duas máquinas térmicas acopladas, operando entre dois reservatórios idênticos Contradiz a segunda lei Ciclo de Carnot – máquina térmica

TMA 14 Todo ciclo reversível pode ser aproximado a um ciclo de Carnot Ciclo de Carnot – associado a outros ciclos

TMA 15 Como mostrar que a entropia indica que uma transformação espontânea sempre que dS tot 0 Sistema em contato térmico e mecânico com as vizinhanças, com mesma temperatura do sistema T Não há necessidade de equilíbrio mecânico Mudança de estado dS muda e dS viz também REVERSÍVEL IRREVERSÍVEL Desigualdade de Claussius

TMA 16 Resfriamento espontâneo

TMA 17 Transformação de fase tem variação de entropia associado Toda transformação de fase na temperatura de equilíbrio é considerada reversível Exotérmica H < 0 variação S < 0 (gera sistema mais ordenado) Endotérmica H > 0 variação S > 0 (gera sistema menos ordenado) Entropia padrão de transição Fusão (a T f ) Vaporização (a T v ) Argonio (Ar)14,71 (83,8K)74,53 (87,3K) Benzeno (C 6 H 6 )38,00 (279 K)87,19 (353 K) Água (H 2 O)22,00 (273,15 K)109,0 (373,15 K) Hélio (He)4,8 (1,8K e 30 bar)19,9 (4,22K) Entropia padrão de vaporização H vap (kJ/mol) T (C) S vap (J/Kmol) Benzeno+30,8 80,1+ 87,2 Cicloexano+30,1 80,7+ 85,1 Sulfeto de H+18,7- 60,1+ 87,9 Metano+ 8,18-161,5+ 73,2 Água+40,7 100,0+109,1 REGRA DE TROUTON Entropia de transformações de fase

TMA 18 Reversível - S tot = 0 S viz =- S Expansão livre (irreversível) W=0 Temperatura constante q=0 S viz =0 S tot = S Expansão de um gás ideal

TMA 19 Entropia em função da temperatura

TMA 20 A variação da entropia de qualquer transformação física ou química tende a zero quando a temperatura tende a Zero. S 0 para T 0 A terceira lei da termodinâmica