A segunda lei da termodinâmica, que nos mostra as limitações impostas pela natureza quando se transforma calor em trabalho. Imagine que você tem alguns livros que precisam ser guardados em uma estante. A termodinâmica é uma área da Física que estuda as transferências de energia.
Busca compreender as relações entre calor, energia e trabalho , analisando quantidades de calor trocadas e os trabalhos realizados em um processo físico. Considere um gás de massa m contido em um cilindro com área de base A, provido de um êmbolo. Ao ser fornecida uma quantidade de calor Q ao sistema, este sofrerá uma expansão, sob pressão constante, como é garantido pela Lei de Gay-Lussac, e o êmbolo será deslocado.
Estamos com mais uma aula aqui no canal. Essa é sobre o Trabalho em Termodinâmica. A primeira lei apareceu logo depois com os trabalhos de Mayer, baseando-se nas experiências de Joule. A terceira teve sua origem nos trabalhos de Nernst, no início do século XX, e a lei zero só foi estabelecida anos depois.
O nome vem do grego em que therme significa calor e dynamis significa movimento. A entropia não pode diminuir em um sistema fechado. Em seguida, pode-se mostrar que a variação do volume resultante do processo de salto rápido é menor do que a partir do processo de equilíbrio lentos. Quando estudamos sobre sólidos, líquidos e gases, percebemos que a temperatura está bem associada à energia cinéticas das suas partículas, ou seja, átomos e moléculas, sendo que se aumentarmos a temperatura significa que a energia cinética irá aumentar. O trabalho transferido difere entre os dois processos.
Um fato importante de falarmos nesse tema, é que está intimamente ligado ao trabalho de uma força, bem como a temperatura, volume e energia interna de um gás perfeito. Em casos mais complexos, o trabalho pode ser determinado através de um diagrama de pressão x volume para a transformação sofrida. Este corresponde à área sob a região determinada pelos estados inicial, final, e pela curva associada (vide figuras abaixo).
Galera, este é vídeo da aula de termologia em que discuto em detalhes com vcs os conceitos envolvidos na PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA. Falamos aqui de CALOR TROCADO, TRABALHO. Ou seja, ela estuda como a variação da temperatura, da pressão e do volume interfere nos sistemas físicos. Em um processo a pressão constante de 0. Calcule o trabalho realizado pelo gás.
Questão Um gás sofre uma transformação. A sua segunda lei é relatada por um grande físico que faz restrições para cada transformação realizada pelas máquinas térmicas, como o motor da sua geladeira de casa. Máquinas térmicas são dispositivos que convertem calor em trabalho e vice-versa: máquinas a vapor, motores a explosão, refrigerados, etc. Se todo o calor absorvido por uma máquina térmica fosse integralmente transformado em trabalho , teríamos o caso ideal de rendimento cem por cento.
Até meados do século XIX, achavam possível construir uma máquina térmica ideal, que transformaria toda a energia fornecida em trabalho , obtendo um rendimento total (1). Para demonstrar que não seria possível, o engenheiro militar francês Nicolas Sadi Carnot, propôs uma máquina teórica, ideal, onde o rendimento seria o máximo. E nem todo calor será transformado em trabalho , uma parte é perdida, em uma máquina térmica funcionando em ciclos. Ainda define-se a Segunda Lei constatando-se que a entropia só pode mudar em uma direção. A Termodinâmica (do grego therme = calor e dynamis = movimento) é o ramo da Física que estuda os efeitos da mudança de temperatura, volume e pressão, empregados em sistemas físicos em escala macroscópica.
C, seria possível a uma certa máquina térmica converter integralmente calor em trabalho. Realizamos um trabalho quando aplicamos uma força em um corpo e este sofre um deslocamento. Apesar da força e do deslocamento serem duas grandezas vetoriais, o trabalho é uma grandeza escalar, ou seja, fica totalmente definida com um valor numérico e uma unidade.
Exercício – Termodinâmica (com solução comentada) Prof. Podemos calcular o trabalho da força realizada pelo gás, no estudo da termodinâmica, existindo este determinado gás. Para isso, imagine um vaso com um embolo retirável na parte superior (como uma seringa por exemplo), de uma maneira em que este possa se mover sempre que preciso. Equação para Resolução: OBS: O aluno só pode usar essa expressão pra calcular trabalho se a transformação for reversível a temperatura constante. Uma máquina térmica ideal (M) funcionaria como em (a) da Figura 02.
Mas é claro que isso nunca ocorre. De acordo com esta definição, é excluído da energia interna do energia para mover o ambiente do sistema, qualquer energia em campos relacionados força externa (energia potencial, energia gravitacional, etc.) ou qualquer energia. No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode ser utilizada para a realização de trabalho. Isso significa dizer que há vazamento da energia em outra forma.
Determinar: a) A pressão final em cada tanque b) A massa final em B c) A variação líquida de entropia para o processo (sistema mais vizinhança) 6. Um cilindro isolado com êmbolo tem um volume inicial de 1litros e contém vapor d’água a MPa, 200o C. O vapor se expande adiabaticamente e durante esse processo o trabalho realizado.