Uma das maneiras de se obter sal de cozinha é a sua extração a partir de sítios subterrâneos

que a entrada de calor em um sistema implicar aumento de entropia desse sistema é válido para as demais transformações reversíveis. Sistema Termodinâmico Processos reversíveisCalor Q ∆S = Q T Temperatura T Sistema Termodinâmico Processos irreversíveisCalor Q ∆S > Q T Temperatura T Entropia em sistemas isolados Em um sistema isolado termicamente, ou seja, quando não há troca de calor entre o sistema e o meio externo, há duas possibilidades: • Se nesse sistema houver apenas processos internos reversíveis, a entropia do sistema permanecerá constante; • Se nesse sistema houver processos internos irreversíveis, a entropia do sistema aumentará. Portanto, em um sistema isolado, a entropia ou aumenta ou permanece constante. É impossível a diminuição da entropia em um sistema isolado termicamente. Desde que todos os processos naturais são irreversíveis, outro enunciado da Segunda Lei da Termodinâmica seria o aumento da entropia do universo. MAPA CONCEITUAL ACERCA DE ENTROPIA note que implica Transformação GASOSA adiabática pode ser REVERSÍVELé quandohouver não implica Degradação de energia do gás associada ao aumento da DESORDEM ENTROPIA que significa Partículas agitadasPartículas espalhadas Partículas se espalham e permanecem com a mesma agitação Partículas se espalham, mas ficam menos agitadas Energia térmica espalhada Troca interna de calor com diferença de temperatura infinitesimal Troca interna de calor Atrito cinético Ou expansão livre ou turbulenta Quase estática sem atrito cinético IRREVERSÍVEL note que MAPA CONCEITUAL ACERCA DA RELAÇÃO ENTRE ENTROPIA, CALOR E DEGRADAÇÃO DE ENERGIA que é SISTEMA AUMENTO DE ENTROPIA tem como causas provocando DEGRADAÇÃODE ENERGIA que representa Menor disponi- bilidade de energia para realização de TRABALHO MECÂNICO ENTRADA DE CALOR NO SISTEMA PROCESSOS IRREVERSÍVEIS NO SISTEMA TROCA CALOR COM SUA VIZINHANÇA TERMICAMENTE ISOLADO (ADIABÁTICO) com se Recebecalor Cede calor então então Processos internos REVERSÍVEIS Processos internos IRREVERSÍVEIS caracterizado por caracterizado por ENTROPIA CONSTANTE AUMENTO DE ENTROPIA AUMENTO DE ENTROPIA REDUZ A ENTROPIA Ciclo de Carnot Sadi Carnot buscou a idealização de um ciclo termodinâmico em que se pudesse obter o maior rendimento possível operando entre duas fontes de diferentes temperaturas. Para isso, propôs que, no ciclo, só houvesse troca de calor apenas entre corpos com diferença de temperatura infinitamente pequena. Assim, a troca de calor seria reversível. Portanto, no ciclo de Carnot, as trocas de calor com as fontes ocorrem quando o fl uido operante está em equilíbrio térmico com elas e os processos de troca de calor são sempre isotérmicos. Além disso, as transformações, para que sejam reversíveis, ocorrem todas quase estaticamente e sem atrito cinético. 1º postulado de Carnot Nenhuma máquina térmica, operando entre duas temperaturas fi xadas, pode ter rendimento maior que a máquina ideal de Carnot, operando entre essas mesmas duas temperaturas. 4F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// MÓDULO DE ESTUDO OSG.: 119553/17 2º postulado Carnot Ao operar entre duas temperaturas, a máquina ideal de Carnot tem o mesmo rendimento, qualquer que seja o fl uido operante. 0 Fonte quente Fonte fria Isoterma da fonte quente adiabática Q REC P Q CED Trabalho V A B CD AB – Expansão isotérmica: recebe calor da fonte quente (Q REC ) e realiza trabalho. O fl uido operante recebe calor da fonte quente quando está em equilíbrio térmico com ela, ou seja, quando a temperatura do fl uido for igual a T Q , mantendo-se constante enquanto há essa troca de calor. BC – Expansão adiabática: realiza trabalho, diminuindo a energia interna e temperatura. Antes de ceder calor para a fonte fria, o fl uido deverá resfriar sem trocar calor até atingir o equilíbrio térmico com ela, por isso a necessidade dessa expansão adiabática. CD – Compressão isotérmica: rejeita calor para a fonte fria (Q CED ) e recebe trabalho. O fl uido operante cede calor para a fonte fria quando está em equilíbrio térmico com ela, ou seja, quando a temperatura do fl uido for igual a T F , mantendo-se constante enquanto há essa troca de calor. DA – Compressão adiabática: recebe trabalho e aumenta sua energia interna e temperatura. Antes de receber calor da fonte quente novamente, o fl uido deverá aquecer-se sem trocar calor até atingir o equilíbrio térmico com a fonte quente, por isso, a necessidade dessa compressão adiabática. É possível demonstrar que, no ciclo de Carnot, os calores trocados são diretamente proporcionais às temperaturas das fontes: Q Q T T REC CED Q F = Disso se obtém: η = −1 T T F Q Esse é o maior rendimento possível para uma máquina térmica trabalhando entre duas temperaturas. O zero absoluto seria a temperatura da fonte fria de uma máquina ideal de Carnot que operasse com rendimento de 100%. Assim, vê-se ser impossível um sistema físico estar a 0 K. MAPA CONCEITUAL RESUMO DA TERMODINÂMICA Energia interna (U) Capacidade de o corpo/sistema realizar trabalho Estado do corpo/sistema Física no âmbito da Termodinâmica Primeira Lei Segunda Lei Há restrições para as transformações realizadas pelas máquinas térmicas Máquina frigorífica (geladeira, ar-condicionado) Motor a combustão de um veículo É impossível uma máquina, sem a ajuda de um agente externo, conduzir calor de um sistema para outro que esteja a uma temperatura maior. τ ciclo anti-horário ≠ 0 η ciclo horário ≤ η Carnot < 100% ∆U=Q-τ Entropia Tende a aumentar com o tempo no Universo Diminuição da energia disponível para a realização de trabalho mecânico Nenhuma máquina térmica pode ter um rendimento superior ao do ciclo de Carnot, independente do fluido operante utilizado. É impossível construir uma máquina térmica que, operando em transformações cíclicas, tenha como único efeito transformar completamente em trabalho a energia térmica recebida da fonte quente. A variação da energia interna de um sistema pode ser expressa através da diferença entre o calor trocado com o meio externo e o trabalho realizado por ele durante uma determinada transformação. Energia é uma propriedade dos sistemas que se conserva, a menos que haja transferência de energia entre o sistema e sua vizinhança que implicando infere que infere que segundo Kelvin-Planck matematicamente matematicamentesegundo Carnot tais como segundo Clausius matematicamente que podem ser estudados com o conceito de representaUm corpo/sistema Realização de trabalho (τ) representa sobre com cuja representa Meio exterior Energia térmica transferida devido à diferença de temperatura Energia transferida através de força e deslocamento adequados Troca de calor (Q) varia através de de pode ser reconhecida pelo cujas transformações são objetos de estudo da Exercícios 01. (UFSM/2015) Uma das maneiras de se obter sal de cozinha é a sua extração a partir de sítios subterrâneos. Para a realização de muitas das tarefas de mineração, são utilizadas máquinas térmicas, que podem funcionar, por exemplo, como motores para locomotivas, bombas de água e ar e refrigeradores. A respeito das propriedades termodinâmicas das máquinas térmicas, qual das alternativas é incorreta? A) O rendimento de uma máquina térmica funcionando como motor será máximo quando a maior parte da energia retirada da fonte