8.3 Slides de 2a Lei da termodinâmica

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CURSO DE FÍSICA 
AULA 22-TERMOLOGIA – DILATAÇÃO 
TÉRMICA 
PROF. FABRÍCIO SCHEFFER - FÁBRIS 
Histórico 
Máquina de Heron - aeolipile 
 
A primeira idéia de máquina a vapor foi a 
chamada "aeolipile", feita por Heron de 
Alexandria.. 
Histórico 
Máquina com uso industrial 
 
1698 Thomas Savery 1712 Thomas Newcomen 1765 James Watt 
Histórico 
Máquinas térmicas importantes 
 
Primeira “Maria 
fumaça” 
Um barco a vapor com rodas 
de pás, por volta dos anos de 
1850 
Motor de automóvel 
em corte 
Segunda Lei da Termodinâmica 
Enunciado de Kelvin - Planck 
QQ 
QF 
TQ 
TF 
 
 É o conjunto de transformações em que, após seu término, a massa 
gasosa encontra-se no estado em que se encontrava inicialmente. 
Transformação Cíclica: 
Segunda Lei da Termodinâmica É impossível construir uma máquina 
operando em ciclos, cujo único efeito 
seja retirar calor da fonte quente e 
convertê-lo integralmente em 
trabalho. 
 
Qq = 10 kJ 
Tq 
W = 10 kJ 
É possível? NÃO 
Segunda Lei da Termodinâmica 
Então o que é possível para uma 
máquina real? 
TQ 
TF 
Qq = 10 kJ 
W = 2 kJ 
Qf = 8 kJ 
fQ QWQ 
fQ QQW 
Segunda Lei da Termodinâmica 
Rendimento de uma máquina térmica 
TQ 
TF 
QQ = 10 kJ 
W = 2 kJ QF = 8 kJ 
QQ
W

Q
f
Q
fQ
Q
Q
Q
QQ


 1
Segunda Lei da Termodinâmica É impossível construir uma máquina 
operando em ciclos, em que o 
rendimento é igual a 100%. 
 
Qq = 10 kJ 
Tq 
W = 10 kJ 
É impossível! 
%1001
10
10

kJ
kJ
Q
W
Q

 
 A maioria dos processos físicos na natureza ocorrem em um sentido ( 
processos unidirecionais), ou seja, não podem ser desfeitos por meio de 
pequenas mudanças no ambiente. 
Fenômenos reversíveis e irreversíveis 
Fenômenos irreversíveis 
Queda de um ovo Pizza que foi assada 
 
 Os processos reversíveis são aqueles que é possível voltar ao estado 
inicial havendo trocas de energia com o ambiente. 
Fenômenos reversíveis e irreversíveis 
Fenômenos reversíveis 
A água se transforma no 
estado sólido, mas volta ser 
água novamente 
 
 
As transformações naturais ocorrem preferencialmente num sentido, 
caracterizando-se pela irreversibilidade e por isso maior desordem. 
Conceito de entropia (S) 
A entropia é uma propriedade intrínseca 
dos sistemas, caracterizada pelo fato de 
seu valor aumentar quando aumenta a 
desordem nos processos naturais. 
Grau de desordem de 
um sistema 
Fenômenos reversíveis e irreversíveis 
Entropia do 
sistema NÃO 
varia 
Entropia do 
sistema 
AUMENTA 
0S
0S
A entropia total 
do UNIVERSO 
NUNCA 
DIMINUI 
Definição matemática de variação entropia (S) (avançado) 
T
Q
S 
Processos isotérmicos Unidade no Sistema Internacional 
K
J
Kelvin
Joule

 O ciclo é composto por duas transformações adiabáticas alternadas 
e duas transformações isotérmicas, todas elas reversíveis, sendo o 
ciclo também reversível. 
 
Ciclo de Carnot (avançado) 
Ciclo de máximo rendimento 
0 cicloS
41342312 SSSSSciclo 
000 3412  SS
FQ SS 
FQ SS 
Ciclo de Carnot 
Ciclo de máximo rendimento 
FQ SS 
F
F
Q
Q
T
Q
T
Q

mas 
T
Q
S 
então 
Como o 
rendimento de 
uma máquina é: 
Q
f
Q
Q
1
o rendimento de 
uma máquina ideal 
de Carnot será: 
Q
f
C
T
T
1