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ENTROPIA COMO FUNÇÃO DE ESTADO A entropia é uma função de estado, e a prova disso é que integral de dS, não depende do processo. Para isso, basta comprovar que a integral da equação ao longo de um ciclo arbitrário é nula, por isso a entropia é a mesma nos estados inicial e final , independente do processo. Isto é, precisamos mostrar que: ∮ O símbolo mostra que a integração é feita sobre uma curva fechada. Há três etapas na demonstração: Mostrar que a equação ∮ é verdadeira para um ciclo especial envolvendo um gás perfeito. Mostrar que o resultado é verdadeiro, independente da substância do trabalho. Mostrar que o resultado é verdadeiro para qualquer ciclo. Denominado em homenagem ao engenheiro francês Sadi Carnot, que o imaginou, é constituído, por quatro processos reversíveis sucessivos. AB dS = BC dS = 0 (q = 0) CD dS = DA dS = 0 (q = 0) A variação total de entropia no ciclo é: ∮ + Entretanto, mostramos, que para um gás perfeito: = - TEMPERATURA TERMODINÂMICA Imaginemos que temos uma máquina que opera irreversivelmente, entre uma fonte quente à temperatura Tq e um sumidouro frio à temperatura T; pela equação εrev = 1 - : T = (1 - ε ) Tq Esta expressão permitiu que Kelvin definisse uma escala de temperatura termodinâmica baseada na eficiência de uma máquina térmica. DESIGUALDADE DE CLAUSIUS O processo ocorre em duas etapas: reversível e irreversível Como função de estado, a soma das etapas é igual à mudança total para todo processo. dS A igualdade se aplica a processos reversíveis; desigualdade se aplica a processos irreversíveis. Para um processo espontâneo, é considerado um processo irreversível dS São processos irreversíveis e espontâneos dS São processos reversíveis A entropia em um sistema isolado. Se for realmente isolado – Processo adiabático dQ = 0 dS > 0 É um processo irreversível e espontâneo dS = 0 É um processo reversível A DEPENDÊNCIA COM A TEMPERATURA Chamamos atenção para a simplicidade da dependência da entropia com a temperatura tanto a volume como pressão constantes. Isso, resulta da definição fundamental da entropia a capacidade calorífica do sistema numa transformação reversível a x constante é, por definição, = Combinando essa equação com a definição de dS, obtemos: = dT ou = Portanto, a dependência da entropia com a temperatura é simples; o coeficiente diferencial é sempre a capacidade calorífica apropriada dividida pela temperatura. Na maioria das aplicações práticas, x é V ou P. Tomando como definições equivalentes das capacidades caloríficas:
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