233_METEOROLOGIA_E_CLIMATOLOGIA_VD2_Mar_2006
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METEOROLOGIA E CLIMATOLOGIA
Mário Adelmo Varejão-Silva

Versão digital 2 – Recife, 2006

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2. Processos isentrópicos.

Em Termodinâmica, chama-se processo reversível àquela transformação, puramente
conceitual, que se verifica através de sucessivos estados de equilíbrio, todos muito próximos.
As transformações reversíveis são também chamadas de quase-estáticas. O termo reversível é
usado por se aceitar a hipótese de reverter a evolução de tais transformações termodinâmicas
a qualquer momento.

Em um processo reversível, uma variação infinitesimal do calor trocado com o meio
(dχ), sob uma dada temperatura (T), corresponde a uma mudança na entropia (ds) do sistema.
Analiticamente, para a unidade de massa de um sistema, objeto de uma transformação termo-
dinâmica reversível, tem-se:

dχ = Tds. (VI.2.1)
A relação VI.2.1 mostra que os processos reversíveis, em que não se verifiquem trocas

de calor entre o sistema e o ambiente (processos adiabáticos), são necessariamente isentrópi-
cos (ds = 0). Quando a transformação que sofre o sistema não é reversível (como efetivamente
acontece com os fenômenos naturais), então:

dχ < Tds. (VI.2.2)
O Segundo Princípio da Termodinâmica é analiticamente descrito pela combinação das

duas equações precedentes, ou seja:

dχ ≤ Tds. (VI.2.3)
onde dχ e ds são variações de calor e entropia referentes à unidade de massa do sistema, res-
pectivamente.

A entropia é uma função de estado, como são a temperatura, a pressão e a energia
interna. O sinal < , em VI.2.3 traduz o fato físico de ser mais fácil consumir energia do que re-
cuperá-la. A entropia também pode ser associada ao grau de organização (do Universo, por
exemplo): o incremento de entropia implica o aumento da desordem (Peixoto, 1969).

Rigorosamente falando, não são conhecidos processos reversíveis na Natureza (de um
modo geral, nos processos físicos naturais dχ < Tds). No entanto, no caso específico de inte-
resse à Meteorologia, inúmeras transformações sofridas pelo ar são tratadas como reversíveis
no âmbito das atividades práticas, sem que isso provoque erros acentuados. De fato, tais
transformações constituem processos quase-reversíveis. Salienta-se, ainda, que, sendo o ar
um mau condutor de calor, pode-se também aceitar a natureza adiabática de alguns dos pro-
cessos termodinâmicos que se verificam na atmosfera. Oportunamente esse aspecto será no-
vamente abordado.

3. Combinação dos Primeiro e Segundo Princípios da Termodinâmica.

O estudo do comportamento termodinâmico de processos reais é, em geral, muito difícil,