2 LEI DA TERMODINÂMICA
FLUXO DE CALOR E RENDIMENTO DE UMA MÁQUINA FRIGORÍFICA
Pode-se calcular o rendimento de uma máquina frigorífica a partir do esquema anterior pela formula: n=E.útil/custo.
Logo a E.útil=calor tirado da fonte fria e o custo= trabalho realizado pelo motor. Então a formula fica: n=Qfrio/W.
Também existe uma diferença entre as máquinas na diagrama p x v.
TRANSFORMAÇÕES TERMICAS EM TERMOELÉTRICAS E USINAS
Ocorre o aquecimento da água para a produção de vapor, que aciona o gerador elétrico por meio de turbinas
Combustíveis utilizados nas usinas termoelétricas: carvão mineral, nafta, petróleo, gás natural e biomassa.
Como ocorre: É feito a queima do combustível, que propicia o aquecimento de água armazenada no reservatório, formando um vapor, que é direcionado para as turbinas do gerador responsável pela produção de eletricidade.
As máquinas frigoríficas giram no sentido anti-horário, pois recebem trabalho do ambiente para retirar calor da fonte fria.
As máquinas térmicas giram no sentido horário pois recebem calor para realizar trabalho.
CICLO DE CARNOT
Ocorre no diagrama p x v em um processo de maximização das máquinas térmicas, e há duas transformações adiabáticas e duas isotérmicas.
A->B
Q=W
ΔU=0
T1= alta porém vai diminuindo
B->C
Q=0
T1 diminui para T2
W queda de ΔU
C->D
cede Q para o meio externo
Q=W
T2 ainda baixa, porém vai aumentando
D->A
T2 voltando para T1
W<0
ΔU>0
O rendimento pode ser dado em:
ou
É impossível criar uma máquina térmica infinita ou com 100% de eficiência, pois não é possível transformar todo o calor em trabalho. todavia, isso poderia ser feito se o T1=0K e o T2=uma temperatura altíssima, porém as peças das máquinas não iam aguentar essas bruscas mudanças de temperatura.
Entropia
É o nível de desordem das moléculas de um sistema.
Isso pode ser visto em uma máquina frigorífica com temperaturas diferentes, e para realizar trabalho a fonte fria irá perder calor (negativa)e a fonte quente ganhará (positiva).
T em kelvin
Como essas transformações não são reversíveis a formula fica em:
Q1/T1>Q2/T2
e
ΔS1>ΔS2
Outra maneira de se explicar e que a entalpia é a desordem das moléculas em um sistema isolado com duas temperaturas diferentes, porém essa desordem acontece em prol de um equilíbrio térmico, ou seja, as moléculas (quente e fria) se misturam, e elas passam da ordem para a desordem.
ΔS>ou= a 0
MÁQUINAS TÉRMICAS
Elas funcionam em ciclos e usam duas de temperaturas diferentes
São máquinas que conseguem converter calor em trabalho
Uma quente que recebe calor e uma fria que é para onde o calor rejeitado vai
TRABALHO REALIZADO
Não é nada mais do que um produto de uma força pelo deslocamento. Fora e deslocamento são forças vetoriais, em que as duas possuem módulo, direção e sentido, o trabalho é definido como sendo o produto escalar da força.
TRANSFORMAÇÕES GASOSAS
Isocórica ou isovolumétrica, quando o volume é constante, variando pressão e temperatura
Adiabática, quando não há troca de calor com o meio externo, seja porque o corpo esteja termicamente isolado ou porque o processo ocorre de forma tão rápida, fazendo com que o calor trocado seja desprezível.
Isotérmica, quando a temperatura é constante, variando pressão e volume