2º Lei da Termodinâmica. Trabalho realizado por: Eunice Fernandes nº8 Maria Inês Martins nº22

Transcrição

1 2º Lei da Termodinâmica Trabalho realizado por: Eunice Fernandes nº8 Maria Inês Martins nº22

2 2º lei da Termodinâmica No funcionamento de qualquer máquina há sempre uma parte da energia disponível que não é convertida em energia útil- energia dissipada. Esta energia dissipada para a vizinhança não pode voltar a ser utilizada da mesma forma. Ocorre degradação de energia, sendo um processo irreversível. O ovo partido é um exemplo de um processo irreversível uma vez que o sistema não pode espontaneamente, retornar à configuração inicial.

3 2º lei da Termodinâmica-Entropia A entropia (S) é a propriedade do estado de um sistema que representa o caráter unidirecional dos processos espontâneos, demonstrando assim a razão pela qual certos processos são possíveis enquanto outros não são. Num sistema isolado a entropia tende sempre a crescer. Depende da transferência de calor e de temperatura. Entropia Causa desordem É espontaneamente irreversível Provoca uma diminuição da energia útil

4 Balanços energéticos Quando dois sistemas não se encontram em equilíbrio térmico, criam-se condições para existir uma transferência de energia sob a forma de calor, sendo utilizada para o funcionamento de algumas máquinas. Balanço Energético Tem como objetivo relacionar as quantidades de energia transferidas entre um sistema e a vizinhança. 1 Máquinas Térmicas 2 Sistemas de refrigeração

5 Máquinas Térmicas A máquina recebe energia (Qq) da fonte quente (dispositivo que mantém a temperatura elevada ao longo do tempo), esta energia recebida, como calor é positiva. A máquina usa parte dessa energia para realizar trabalho (W) sobre a vizinhança, esta energia cedida, como calor é negativa. A outra parte dessa energia é cedida (Qf) à fonte fria (dispositivo que se mantém a uma temperatura baixa ao longo do tempo), este energia cedida, como calor é negativa.

6 Máquinas Térmicas- Exemplos Fig.2- Exemplo de uma máquina térmica O rendimento resultante do funcionamento de uma máquina térmica é igual: Rendimento = Energia útil Energia disponível Rendimento= W (Q q 8energia recebida) Fig.1- Representação esquemática de uma máquina térmica

7 Sistemas de refrigeração Os sistemas de refrigeração contrariam a 2 ª Lei da termodinâmica, uma vez que o calor flui de um sistema com uma temperatura mais baixa para um sistema com temperatura mais elevada. Para a fonte quente (atmosfera) é libertada uma quantidade de energia como calor (Qq), e esta energia cedida, é negativa. São exemplos de sistemas de refrigeração: os frigoríficos e o ar condicionado.

8 Sistemas de refrigeração-exemplos O calor flui de uma fonte fria (interior do frigorífico) onde é retirada uma quantidade de energia, como calor (Qf) e os alimentos arrefecem, sendo esta energia recebida positiva. O compressor comprime o gás refrigerante, isto leva a um aumento da pressão e de temperatura do fluido circulante o que leva a uma dissipação do calor. À medida que arrefece o fluido circulante condensa e flui para a válvula de expansão. Fig.3- Exemplo de um sistema de refrigeração (frigorífico)

9 Sistemas de refrigeração-exemplos Quando passa pela válvula de expansão o liquido move-se da zona de alta pressão para a zona de baixa pressão expande-se e evapora-se. Os constituintes do frigorífico permitem que o fluido circulante absorva calor, fazendo com que a parte interna fique fria. Fig.4- Representação esquemática do funcionamento de um frigorífico Fig.5- Representação esquemática de um sistema de refrigeração

10 Em Resumo 2º lei da termodinâmica- Define o sentido dos processos espontâneos como aquele em que ocorre diminuição da energia útil. Estes processos são irreversíveis e, consequentemente, nos sistemas isolados, a energia como calor, nunca flui espontaneamente de um sistema frio para um sistema «quente». É assim necessário que um agente externo realize trabalho. O rendimento de uma máquina é sempre inferior a 100%. Nos processos espontâneos verifica-se uma diminuição da energia útil.