Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Segunda Lei da Termodinâmica.

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1 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Segunda Lei da Termodinâmica

2 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Segunda Lei da Termodinâmica Enunciado de Clausius : É impossivel construir um dispositivo que opere segundo um ciclo e que não produza outros efeitos, além da transferência de calor de um corpo quente para um corpo frio. É impossível construir um refrigerador ou uma bomba de calor que opere sem receber trabalho.

3 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Segunda Lei da Termodinâmica Enunciado de Kelvin-Plank É impossivel construir um dispositivo que opere num ciclo termodinâmico e que não produza outros efeitos além do levantamento de um peso e troca de calor com um único reservatório térmico. É impossível construir um motor térmico que tenha uma eficiência térmica de 100 %

4 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Segunda Lei da Termodinâmica Identificando Irreversibilidades Um dos importantes usos da 2ª Lei é a determinação da máxima eficiência teórica de sistemas. E comparando a eficiência de um sistema real com a máxima eficiência teórica, podemos saber o quanto podemos melhorar nosso sistema. No entanto, a máxima eficiência teórica é avaliada através de processos idealizados, os quais diferem dos processos reais pela ausência das irreversibilidades.

5 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Segunda Lei da Termodinâmica Processos Irreversíveis Um processo é dito irreversível se o sistema e sua vizinhança não puderem voltar ao estado inicial após o processo ter ocorrido. Já um processo é dito reversível se o sistema e sua vizinhança puderem voltar ao estado inicial após o processo ter ocorrido.

6 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Segunda Lei da Termodinâmica Processos Irreversíveis Um processo é dito irreversivel se o sistema e sua vizinhança não puderem voltar ao estado inicial após o processo ter ocorrido. Já um processo é dito reversivel se o sistema e sua vizinhança puderem voltar ao estado inicial após o processo ter ocorrido.

7 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Segunda Lei da Termodinâmica Exemplos de irreversibilidades  transferência de calor de um corpo quente para um corpo frio  expansão não-restringida de um gás ou líquido para uma baixa pressão  reações químicas espontâneas  fricção – tanto entre superfícies sólidas como em escoamento de fluidos  corrente elétrica através de uma resistência  deformações inelásticas

8 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Exemplos de Irreversibilidades

9 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Segunda Lei da Termodinâmica Processos Reversíveis Na prática, processos reversiveis não existem, eles são apenas idealizados. No entanto, existem processos que se aproximam de processos reversiveis, tais como: Um pendulo oscilando num espaço evacuado Um sistema cilindro-pistão contendo um gás sendo adiabaticamente expandido e comprimido com mínimo atrito entre cilindro-pistão.

10 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Ciclo Motores Trabalho líquido gerado pelo Ciclo Eficiencia Térmica

11 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Ciclo de Refrigeração Trabalho líquido gerado pelo Ciclo Coeficiente de Eficácia

12 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Ciclo de Bomba de Calor Trabalho líquido gerado pelo Ciclo Coeficiente de Eficácia

13 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Corolários de Carnot  A eficiência térmica de um ciclo de potencia irreversível é sempre menor que a eficiência de um ciclo de potencia reversível operando entre os mesmo reservatórios térmicos.  T odos os ciclos de potencia reversíveis operando entre os mesmos reservatórios possuem a mesma eficiência térmica. Ciclo de Carnot

14 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Eficiência dos Ciclos de Carnot É a máxima eficiência possível de um ciclo termodinâmico operando entre dois reservatórios. Ciclo Motores

15 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Eficiência dos Ciclos de Carnot Ciclo Refrigeradores

16 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Eficiência dos Ciclos de Carnot Ciclo Bombas de Calor

17 Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Tecnólogo em Mecatrônica Disciplina: Fenômenos de Transporte Eficiência dos Ciclos de Carnot Ciclo Bombas de calor