A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA INTRODUÇÃO À SEGUNDA LEI Transferir calor para um fio elétrico não gera eletricidade. Transferir calor para uma rod...

A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA INTRODUÇÃO À SEGUNDA LEI
Transferir calor para um fio elétrico não gera eletricidade.
Transferir calor para uma roda de pás não faz com que ela gire.
Esses processos não podem ocorrer mesmo que estejam de acordo com a primeira lei.
Uma xícara de café quente não fica mais quente dentro de uma sala fria. Éo de reações químicas. RESERVATÓRIOS DE ENERGIA TÉRMICA
- Corpo com capacidade térmica grande sem variação de temperatura → reservatório MÁQUINAS TÉRMICAS
O dispositivo que converte calor em trabalho.
1. Recebem calor de uma fonte à alta temperatura (energia solar, fornalha, reator nuclear, etc).
2. Convertem parte desse calor em trabalho (em geral, na forma de um eixo rotativo).
3. Rejeitam o restante do calor para um sumidouro à baixa temperatura (a atmosfera, os rios, etc.).
4. Operam em um ciclo.
Máquinas térmicas e outros dispositivos cíclicos utilizam um fluido a partir de e para o qual calor é transferido enquanto realizam um ciclo. Esse fluido é chamado de fluido de trabalho. Eficiência térmica
Magnitude removida do sistema
Magnitude rejeitada para o ambiente Podemos economizar Qout?
Toda máquina térmica deve rejeitar alguma energia, transferindo-a para um reservatório de baixa temperatura para completar o ciclo, mesmo sob condições ideias. A segunda lei da termodinâmica: enunciado de Kelvin-Planck
Uma máquina térmica que viola o enunciado de Kelvin-Planck da segunda lei da termodinâmica.
É impossível a construção de uma máquina que, operando em um ciclo termodinâmico, converta toda a quantidade de calor recebido em trabalho.
A inexistência de uma máquina térmica 100% eficiente não se deve ao atrito ou a outros efeitos de natureza dissipativa. É uma limitação que se aplica tanto às maquinas térmicas idealizadas quantos às reais. 9
REFRIGERADORES
• A transferência de calor de um meio a baixa temperatura para um meio a alta temperatura exige dispositivos especiais chamados de refrigeradores.
• Refrigeradores, como as máquinas térmicas são dispositivos cíclicos.
• O fluído de trabalho usado no ciclo de refrigeração é chamado de refrigerante.
• O ciclo de refrigeração mais utilizado é o ciclo de refrigeração por compressão de vapor.
Em um refrigerador doméstico, o evaporador se encontra no compartimento do congelador, onde o calor do compartimento é removido pelo refrigerante. O condensador, no qual o calor do refrigerante é dissipado para o ar da cozinha, se encontra posicionado na parte traseira do refrigerador. Coeficiente de Performance
A eficiência de um refrigerador é expressa em termos do coeficiente de performance (COP).
O objetivo do refrigerador é remover QL do espaço refrigerado.
.
O valor de COPR pode ser maior que 1? 11
BOMBAS DE CALOR
O objetivo de uma bomba de calor é fornecer QH a espaços aquecidos.
O trabalho fornecido a uma bomba de calor é utilizado para extrair energia de ambientes externos frios e transferi-la para ambientes internos quentes.
Para valores fixos de QL e QH
O valor de COPHP pode ser menor que 1?
O que COPHP=1 representa? A segunda lei da termodinâmica: enunciado de Clausius
É impossível construir um dispositivo que funcione em um ciclo e não produza qualquer outro efeito que não seja a transferência de calor de um corpo com temperatura mais baixa para um corpo com temperatura mais alta.
Um refrigerador que viola o enunciado de Clausius da segunda lei da termodinâmica.
- Modifica o ambiente!
- Necessário consumo de energia na forma de trabalho Equivalência dos dois enunciados
Prova de que a violação do enunciado de Kelvin-Planck leva à violação do enunciado de Clausius.
Os enunciados de Kelvin-Planck e de Clausius são equivalentes em suas consequências, e qualquer um desses enunciados pode ser utilizado como expressão da segunda lei da termodinâmica. Todo dispositivo que violar o enunciado de Kelvin-Planck também