Segunda lei da Termodinâmica

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Formulada a partir de estudos sobre máquinas térmicas, a segunda lei da termodinâmica apresenta o conceito de entropia e seu princípio de variação positiva, ou nula, nas tranformações termodinâmicas.

Os enunciados abixo introduzem o conceito da segunda lei da termodinâmica.

“De forma espontânea, o calor não pode fluir de um corpo de temperatura menor para outro corpo de temperatura maior.”

“O processo realizado por um equipamento não pode deixar o sistema e sua vizinhança inalterados.”

“É impossível, através de um processo cíclico, converter completamente o calor absorvido por um sistema em trabalho realizado pelo sistema.”

Obs: Chama-se de máquina térmica o dispositivo que, utilizando duas fontes térmicas, faz com que a energia térmica se converta em energia mecânica (trabalho).

Enunciado matemático da segunda lei da termodinâmica

Considerando dois reservatórios de calor, o primeiro a temperatura T_Q, mais quente, transfere calor para um segundo a temperatura T_F, mais frio. As entropias dos reservatórios são:

e

Soma-se as duas entropias:

Pode-se concluir que:

tanto para processos adiabáticos como para transferência de calor direta a ΔS é sempre positiva, aproximando-se de zero como um limite quando o processo se torna reversível.