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Entropia e a segunda lei da termodinâmica Julio Ferencz julio.ferencz@ufms.br jferencz@ifi.unicamp.br Sala 09 - DEC Termodinâmica A seta do tempo Processos unidirecionais acontecem de forma irreversível e estão ligados com uma grandeza conhecida por Entropia. Processos irreversíveis Se algum processo ocorresse no sentido contrário, seria no mínimo estranho (um objeto que caiu e quebrou, se juntando novamente; ou um líquido que foi derramado e se espalhou pelo chão, se juntando novamente; um objeto de menor temperatura transferindo calor para um objeto de maior temperatura; etc). Entretanto, nenhum desses casos violaria a conservação de energia. “Postulado da entropia”: Se um processo irreversível ocorre em um sistema fechado, a entropia S do sistema SEMPRE aumenta. Ou seja: Δ𝑆 ≥ 0 A entropia é diferente da energia no sentido de que a entropia não obedece a uma lei de conservação. A energia de um sistema fechado é conservada; permanece constante. Nos processos irreversíveis, a entropia de um sistema fechado aumenta. Existem duas formas equivalentes de definir a variação da entropia de um sistema: (1) Em termos da temperatura do sistema e da energia que o sistema ganha ou perde em forma de calor. (2) Contando as diferentes formas de distribuir os átomos ou moléculas que compõem o sistema. Processos irreversíveis Variação de entropia Variação de entropia Variação de entropia Em uma expansão livre a temperatura não varia, logo os pontos i e f estão em uma mesma isoterma. Processo reversível Em uma expansão isotérmica, uma quantidade de calor Q é transferida da fonte de calor para o gás. Assim Q é positivo e a entropia S do gás aumenta durante o processo isotérmico e durante a expansão livre. Variação de entropia Para determinar a variação de entropia em um processo irreversível que ocorre em um sistema fechado, substituímos esse processo por qualquer outro processo reversível que ligue os mesmos estados inicial i e final f e calculamos a variação de entropia para esse processo reversível utilizando: ∆𝑆 = 𝑖 𝑓 𝑄 𝑇 Variação de entropia A entropia como uma função de estado
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