Segunda Lei da Termodinâmica Nas transformações naturais a energia se degrada de uma forma organizada para uma forma desordenada chamada Energia Térmica. ( A Energia Total permanece constante). Enunciado de Clausius: O calor não passa espontaneamente de um corpo para outro de temperatura mais alta. Enunciado de Kelvin e Planck É impossível construir uma máquina, operando em ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho. Conversão de calor em trabalho: Máquina Térmica (Carnot) Para que uma máquina térmica consiga converter calor em trabalho de modo contínuo, deve operar em ciclo entre duas fontes térmicas, uma quente e outra fria: retira calor da fonte quente ( ) converte-o parcialmente em trabalho ( ) e o restante ( ) rejeita para a fonte fria. Esquema: F.Q Exemplo: Locomotiva a vapor > η< 30% F.F Subst. Trabalhante Vapor d’água
Conversão de trabalho em calor: Máquina Frigorífica F.Q Refrigerador > F.F Ciclo de Carnot: (ciclo com rendimento máximo numa máquina térmica – 1824) P AB espansão isotérmica: recebe de FQ. BC expansão adiabática: Q=0 CD compressão Isotérmica: rejeita DA compressão adiabática: Q=0 Zero absoluto é inatingível Univ. Tecnologia Helsinque 1993 A --ante Rendimento Máximo B (Função exclusiva das temperaturas das formas “Q” e “F”, não depende da substância trabalhante utilizada). D C V O
Princípio da degradação da energia “A medida que o universo evolui, há diminuição da energia utilizável” – A desordem aumenta. Fenômenos naturais não irreversíveis: ao conceito estatístico de desordem Classius (1869) associou o conceito matemático de entropia aumenta quando aumenta a desordem nos processos naturais – as transformações naturais sempre levam a um aumento na entropia do universo. A quantidade de calor Q que se desenvolve no sistema é uma medida parcial de seu aumento de entropia . Seja Q o calor que o sistema troca e T a temperatura dele durante uma transformação isotérmica reversível. Define-se variação de entropia função de estado ( depende apenas dos estados inicial e final do sistema).