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ProfaProfaProfaProfa. Dra. AnaDra. Ana . Dra. Ana . Dra. Ana Maria Pereira NetoMaria Pereira NetoMaria Pereira NetoMaria Pereira Neto

Universidade Federal do ABC ana.neto@ufabc.edu.brana.neto@ufabc.edu.brana.neto@ufabc.edu.brana.neto@ufabc.edu.br Catequese, 5º AndarCatequese, 5º AndarCatequese, 5º AndarCatequese, 5º Andar

Termodinâmica AplicadaTermodinâmica Aplicada

BC1309BC1309 Termodinâmica AplicadaTermodinâmica Aplicada

Segunda Lei da TermodinâmicaSegunda Lei da TermodinâmicaSegunda Lei da TermodinâmicaSegunda Lei da Termodinâmica BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto

Segunda Lei da TermodinâmicaSegunda Lei da TermodinâmicaSegunda Lei da TermodinâmicaSegunda Lei da Termodinâmica

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Comparação com a 1ª Lei da Termodinâmica;

Análise de processos e ciclos termodinâmicos do ponto de vista qualitativo;

Máquinas térmicas e os enunciados de Kelvin-Planck e Clausius;

Processos reversíveis e irreversibilidades; Ciclo de Carnot; Máxima eficiência de um ciclo termodinâmico.

RevisãoRevisãoRevisãoRevisão BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto

Lei Zero da TermodinâmicaLei Zero da TermodinâmicaLei Zero da TermodinâmicaLei Zero da Termodinâmica BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto

“Quando dois corpos têm igualdade de temperatura com um terceiro corpo, eles terão igualdade de temperatura entre si.”

Lei Zero da TermodinâmicaLei Zero da TermodinâmicaLei Zero da TermodinâmicaLei Zero da Termodinâmica

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Primeira Lei da TermodinâmicaPrimeira Lei da TermodinâmicaPrimeira Lei da TermodinâmicaPrimeira Lei da Termodinâmica

BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto 1ª Lei da Termodinâmica1ª Lei da Termodinâmica1ª Lei da Termodinâmica1ª Lei da Termodinâmica

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Princípio de conservação da energia: a energia não pode ser criada e nem destruída durante um processo.

O cumprimentocumprimento apenasapenas destadesta leilei nãonão garantegarante queque o processoprocesso realmenterealmente ocorrerá!ocorrerá!

Comparação com aComparação com a
Comparação com aComparação com a

5 1ª Lei da Termodinâmica1ª Lei da Termodinâmica 1ª Lei da Termodinâmica1ª Lei da Termodinâmica

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2ª Lei da Termodinâmica2ª Lei da Termodinâmica2ª Lei da Termodinâmica2ª Lei da Termodinâmica

1° LeiLei dada TermodinâmicaTermodinâmica:: conservação da energia que impõe restrições algébricas às interações de energia entre o sistema/volume de controle e o meio;

Tais restrições algébricas não fornecem informações sobre o sentidosentido preferencialpreferencial em que os processos ocorrem;;

Muitos processos só ocorrem “espontaneamente” em determinados sentidos:

CalorCalor é transferidotransferido sempresempre dede umum corpocorpo a temperaturatemperatura maismais altalta parapara outrooutro a temperaturatemperatura maismais baixabaixa;;

ArAr pressurizadopressurizado escapaescapa dede umum reservatórioreservatório;; MisturaMistura dede duasduas substânciassubstâncias diferentesdiferentes..

2ª Lei da Termodinâmica2ª Lei da Termodinâmica2ª Lei da Termodinâmica2ª Lei da Termodinâmica

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A 2ª Lei da Termodinâmica, diferentemente da 1º Lei, não é uma lei de conservação;

Os sistemas termodinâmicos tendem a atingir um ponto de equilíbrio com o meio;

A 2ª Lei permite determinar qual a máxima eficiência de um ciclo termodinâmico;

Em geral, pode-se aproveitar processos espontâneos e produzir trabalho (calor fluindo de um corpo quente para um mais frio, gás se expandindo de um pressão mais alta para uma mais baixa). Duas questões se colocam:

1)Qual o máximo valor teórico do trabalho e como ele poderia ser obtido?

2) Quais fatores poderiam impedir a obtenção do máximo trabalho?

Análise de Processos e CiclosAnálise de Processos e CiclosAnálise de Processos e CiclosAnálise de Processos e Ciclos

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Do ponto de vista qualitativo e quantitativo, com a 2° Lei da Termodinâmica é possível:

Prever o sentido em que ocorrem os processos termodinâmicos; Estabelecer condições de equilíbrio termodinâmico;

Determinação da eficiência máxima de ciclos termodinâmicos de potência e equipamentos;

Avaliação quantitativa dos fatores que impedem a obtenção desta máxima eficiência;

Definir uma escala de temperatura absoluta independente de substâncias termométricas;

Desenvolver meios de cálculo de propriedades termodinâmicas difíceis de serem medidas.

Máquinas Térmicas de PotênciaMáquinas Térmicas de PotênciaMáquinas Térmicas de PotênciaMáquinas Térmicas de Potência

BC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira NetoBC1309_Ana Maria Pereira Neto Máquinas Térmicas de PotênciaMáquinas Térmicas de PotênciaMáquinas Térmicas de PotênciaMáquinas Térmicas de Potência

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DefiniçõesDefinições::

MáquinaMáquina TérmicaTérmica:: dispositivo que opera em ciclo termodinâmico, que retira calor de sua vizinhança (meio) e produz trabalho útil;

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