SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA

Páginas: 8 (1792 palavras) Publicado: 21 de novembro de 2014
SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA
O principal significado da 2a lei da termodinâmica é que ela estabelece a direção na
qual ocorre um determinado processo. Além disso, define o motor térmico, o refrigerador e
a temperatura termodinâmica.
Assim, por exemplo, uma xícara de café quente esfria em virtude da troca de calor
com o meio ambiente, mas o meio não pode ceder calor para a xícara.
A primeiralei, como vimos, não impõe a direção do processo, apenas estabelece
que em um processo cíclico o calor é igual ao trabalho.
Algumas definições
Reservatório Térmico (ou Fonte de Calor) - Chama de reservatório térmico
qualquer sistema que possa fornecer ou receber calor sem alterar sua temperatura.
(exemplos; oceano, atmosfera, combustíveis, etc.)
Motor térmico (Máquina térmica) - Considere osistema mostrado na Figura 1.
Seja o sistema constituído pelo gás, e façamos que este sistema percorra um ciclo no qual
primeiramente realiza-se trabalho sobre o mesmo através das pás do agitador, mediante o
abaixamento do peso e completemos o ciclo transferindo calor para o meio ambiente.

Figura 1 - Sistema mostrando a restrição da segunda lei da termodinâmica à direção do
processo.
Daexperiência sabemos que não podemos inverter o ciclo. Isto é, fornecer calor ao
gás e fazer com que ele levante o peso. Isto não contraria o primeiro princípio embora não
seja possível.
Essa ilustração nos leva a considerar a máquina térmica. Com uma máquina
térmica (ou motor térmico) é possível operar em um ciclo termodinâmico realizando um
trabalho líquido positivo e recebendo um calorlíquido.
O conceito de motor térmico corresponde a um sistema ou instalação que opere
segundo um ciclo termodinâmico trocando calor com dois reservatórios térmicos
(recebendo calor líquido) e realizando trabalho mecânico. A Figura 2 mostra o esquema de
uma instalação a vapor, que funciona segundo o ciclo de Rankine e é uma das máquinas
térmicas mais importantes do desenvolvimento industrial.
Otrabalho útil de uma máquina térmica como o da Figura 2 pode ser obtido
aplicando-se a primeira lei da termodinâmica sobre todo o sistema como indicado na figura,
ou seja,
1

Figura 2 - Esquema de uma máquina operando em um ciclo.







Q H  Q L  W util

(1)



onde, trabalho útil ( W util
 ), é a diferença;






W util  W T  W B

(2)

Rendimento Térmico- Para uma máquina térmica define-se um parâmetro chamado
rendimento térmico, representado pelo símbolo, T , como:

T 

W
Energia util
 util
EnergiaGasta Q H

(3)

2

Figura 3 - Esquema genérico de um motor térmico.

Como mostra a Eq. 3 o rendimento térmico expressa o aproveitamento da máquina
térmica ao transformar a energia térmica para energia mecânica no eixo da turbinada Fig.
2.
Na análise genérica dos motores térmicos faz-se uso do esquema mostrado na
Figura 3. O esquema da Fig. 2 é específico para o sistema operando segundo o ciclo de
Rankine como dito anteriormente.
Observe-se que ao aplicarmos o balanço de energia no sistema definido pela
fronteira na Fig. 3, obtemos imediatamente o resultado da Eq. 1.
O motor de combustão interna não opera segundoum ciclo termodinâmico, como já
foi dito. Entretanto, os modelos termodinâmicos de motores de combustão interna, com o
objetivo de análise térmica, trabalham com ar em um ciclo termodinâmico. A Fig. 4 mostra
o esquema de um ciclo teórico padrão ar de motor de combustão interna.

Figura 4 – (a) Ciclo padrão ar Otto e (b) Ciclo padrão ar Diesel.
A Figura 4 (a) é o ciclo teórico para o motorpor ignição (motor Otto) e a Figura 4 (b) é de
um motor Diesel.

3

Refrigerador ou Bomba de Calor - Considere um outro ciclo como mostra a Fig. 5, o
qual sabemos experimentalmente ser impossível na prática, embora a 1a lei da
termodinâmica não imponha qualquer restrição. Para estes dois sistemas o calor pode ser
transferido do sistema de alta temperatura para o de baixa temperatura de...
Ler documento completo

Por favor, assinar para o acesso.

Estes textos também podem ser interessantes

  • segunda lei da termodinamica
  • Segunda lei da termodinamica
  • Primeira e Segunda lei da Termodinamica
  • segunda lei da termodinamica
  • segunda lei da termodinamica
  • A Segunda Lei Termodinamica
  • Segunda Lei da Termodinâmica
  • Entropia e a segunda lei da termodinâmica

Seja um membro do Trabalhos Feitos

CADASTRE-SE AGORA!