(Análise da segunda lei para processos) Entropia (Análise da segunda lei para processos) 1a lei para processos: definição da propriedade energia interna, u. 2a lei para processos: definição da propriedade entropia, s. “A entropia está para a 2a lei assim como a entalpia está para a 1a lei” Desigualdade de Clausius A desigualdade de Clausius é uma conseqüência da 2a lei da termodinâmica

Considere o ciclo reversível (Carnot) de um motor térmico Para um ciclo reversível: Se: Portanto: (Para todo ciclo reversível de um motor térmico) Obs.: note que para o ciclo de Carnot a transferência de calor ocorre apenas no processo isotérmico, ou seja:

No limite da irreversibilidade: Comparando um ciclo irreversível com um reversível (TH, TL e QH = ctes.) Conseqüentemente: No limite da irreversibilidade: Portanto: (Para todo ciclo irreversível de um motor térmico)

Desigualdade de Clausius Considere o ciclo de refrigeração (desenvolvimento similar ao realizado para motor térmico) Portanto, para todos os ciclos: (igualdade válida para ciclos reversíveis e desigualdade para ciclos irreversíveis) Desigualdade de Clausius “Se um ciclo satisfaz a desigualdade de Clausius é equivalente dizer que a segunda lei da termidinâmica não foi violada.”

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: (1) 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.

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:

Diagrama temperatura-entropia: