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Segunda lei da Termodinâmica - Coggle Diagram
Segunda lei da Termodinâmica
Máquinas térmicas
Sadi Carnot estudava a possibilidade de aumentar a eficiência das máquinas.
Carnot descobriu que elas eram mais eficientes quando havia uma transferência de calor da temperatura mais alta para a mais baixa.
A transferência de energia térmica é irreversível.
Máquinas térmicas são aplicações direta da Segunda Lei da Termodinâmica em nosso dia a dia.
James Watt desenvolveu sua primeira máquina térmica, no final do século XVIII.
Inicialmente essas máquinas térmicas eram usadas para retirar a água de minas de carvão
Sendo possível utiliza-las em trens e navios como um elemento propulsor.
Rendimento de uma máquina térmica.
Mede sua eficiência energética, ou seja, a porcentagem de energia que essas máquinas são capazes de aproveitar para realizar trabalho útil (τ).
Podemos calcular o rendimento de uma máquina térmica qualquer a partir da seguinte fórmula.
η – rendimento da máquina térmica
τ - trabalho da máquina térmica (J)
Qq – calor cedido pela fonte quente (J)
Trata da transferência de energia térmica, indica as trocas de calor que têm tendência para igualar temperaturas diferentes.
Fórmula:
η: rendimento
QA: calor fornecido por aquecimento
QB: calor não transformado em trabalho
Ciclo de Carnot
Composto por duas transformações isotérmicas e duas transformações adiabáticas.
Descrito por Sandi Carnot em 1824, durante seus estudos sobre as máquinas térmicas.
Para que a energia não aumente sempre, é preciso que em determinado momento ela volte ao estado inicial e reinicie o processo, assim sendo cíclico
Outra parte funciona em temperaturas mais reduzidas
O ciclo em sentido horário absorve calor( motores)
O ciclo em sentido anti-horário perde calor( refrigeradores)
Rendimento da máquina de Carnot
Não é possível existir uma máquina térmica operante com as mesmas temperaturas das fontes quente e fria com rendimento maior que o rendimento do ciclo de Carnot.
O rendimento das máquinas baseado no ciclo de Carnot pode ser calculado a partir da fórmula a seguir
TQ – temperatura da fonte quente (K)
TF – temperatura da fonte fria (K)
Uma parte funciona em temperaturas mais elevadas
Rendimento
O calor é transferido de forma espontânea do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.
Todo processo tem perda porque seu rendimento sempre é inferior a 100%.
Uma das definições mais gerais de rendimento pode ser dada pela divisão da potência útil pela potência total recebida durante algum processo:
Entropia
A “desordem” não deve ser compreendida como “bagunça” e sim como a forma de organização de sistema.
A tendência natural é de aumentar a desordem de um sistema, o que significa um aumento da entropia. Podemos dizer então que nos sistemas: ΔS >0
Seu conceito começou a ser desenvolvido pelo engenheiro e pesquisador francês Nicolas Sadi Carnot.
ele constatou que seria impossível que existisse uma máquina térmica com eficiência total.
Segundo Rudolf Clausius em 1685 a entropia seria a medida da quantidade de energia térmica que não pode ser revertida em energia mecânica (não pode realizar trabalho), em uma determinada temperatura.
FÓRMULA
ΔS: variação da entropia (J/K)
Q: calor transferido (J)
T: temperatura (K)
muito bom!!!prof.Patricia
