Conteúdo 2 - Máquinas térmicas e 2° Lei

Question 1

Máquinas Térmicas

Answer 1

PRODUZ trabalho
W = Qt = Qh + Qc
e = W / Qh
e = 1 - | Qc / Qh |

(e = Quanto recebe / Quanto paga )

Question 2

Refrigeradores

Answer 2

Máquina térmica funcionando com ciclo invertido > precisa de ter trabalho FORNECIDO
| W | = | Qh | - | Qc |

coeficiente de perfomance > Kp
Kp = | Qc / W |
Kp = | Qc | / ( |Qh| - |Qc| )

(Kp = Quanto recebe / Quanto paga )

Question 3

Impossibilidade de máquinas térmicas 100% eficientes

Answer 3

Violação da 2° Lei da Termodinâmica, referente à seta do tempo (tendência à homogeinização)
&raquo_space;> Impossível criar uma máquina em que o único efeito seja Q=W, isto é, mantendo os mesmos Estados finais e iniciais

Question 4

Enunciado de Kelvin-Planck e Enunciado de Clausius

Answer 4

Enunciado de Kelvin-Planck > e = 100% IMPOSSÍVEL
Enunciado de Clausius > Fluxo sempre do QUENTE > FRIO

Ambas relacionam a 2° lei com a IRREVERSIBILIDADE

Question 5

Ciclo de carnot - Conceito

Answer 5

Limite para a Eficiência ou Coeficiente de Perfomance para máquinas térmicas trabalhando entre dois reservatórios térmicos
> esse limite se dá pelo ciclo de Carnot tratar apenas de procesoss ideais e REVERSÍVEIS

• Independe da substância (pode ser gás ideal ou não) &raquo_space; Depende somente das TEMPERATURAS

Question 6

Ciclo de carnot - Processos

Answer 6

processos REVERSÍVEIS
AB - Expansão Isotérmica
    (t = TH -- entrada de Q (+Qh))
BC - Expansão Adiabática (dU = 0)
CD - Compressão Isotérmica 
    (t = TC -- saída de Q (-Qc))
DA - Compressão Adiabática

Question 7

Ciclo de carnot - Equações

Answer 7

e_carnot = 1 - | Qc / Qh | 
e_carnot = 1 - Tc / Th

Kcarnot = Tc / (Th - Tc)

Máquinas térmicas reversíveis:
Tc / Th = | Qc / Qh |

Question 8

Entropia - Conceito

Answer 8

+ Entropia = + Desordem

Para qualquer processo termodinâmico entre dois estados termodinâmicos de equilíbrio
> dS_universo >= 0
(sistema + vizinhança)

> dS_irreversível > 0

Question 8

Entropia - Conceito

Answer 8

+ Entropia = + Desordem

Para qualquer processo termodinâmico entre dois estados termodinâmicos de equilíbrio
> dS_universo >= 0
(sistema + vizinhança)

> dS_irreversível > 0
dS_reversível = 0

Question 9

Entropia - Equações

Answer 9

Processos REVERSÍVEIS
> dS_reversível = int (i f) dQ/ T = n cv ln(Tf/Ti) + n R ln(Vf/Vi)

VARIAÇÃO DE ENTROPIA
> dS = dS_b + dS_a = [ Q (Ta - Tb) ] / (TaTb)
como Ta > Tb em processos irreversíveis > dS_irreversível > 0

Question 9

Entropia - Equações

Answer 9

Processos REVERSÍVEIS
> dS_reversível = int (i f) dQ/ T = n cv ln(Tf/Ti) + n R ln(Vf/Vi)

VARIAÇÃO DE ENTROPIA
> dS = dS_b + dS_a = [ Q (Ta - Tb) ] / (TaTb)
como Ta > Tb em processos irreversíveis > dS_irreversível > 0

Question 10

Entropia e Probabilidade

Answer 10

Estado ordenado > - provável
Processos irreversíveis > + prováveis

S = k ln w
> k = Constante de Boltzmann
> w = probabilidade (totalmente possível > w = 1 logo S =0)

dS = k ln(w2/w1)