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Termodinâmica e Transferência de CalorCapítulo 07 – Segunda Lei da Termodinâmica

• Motores Térmicos e Refrigeradores;

• Segunda Lei da Termodinâmica;

• O Processo Reversível;

• Fatores que Tornam Irreversível um Processo;

• O Ciclo de Carnot;

• Dois Teoremas Relativos ao Rendimento Térmico do Ciclo de Carnot;

• A Escala Termodinâmica de Temperatura;

• A Escala de Temperatura de Gás Ideal;

• Máquinas Reais e Ideais;

• Aplicações na Engenharia.

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Termodinâmica e Transferência de CalorMotores Térmicos e Refrigeradores

H

L

H

LH

Htérmico Q

QQ

QQgastaenergiaQ

pretendidaenergiaW

1

) () (

35 a 50% máquinas grandes;

30 a 35% motores a gasolina;

35 a 40% motores diesel;

20% motores pequenos.

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Termodinâmica e Transferência de CalorMotores Térmicos e Refrigeradores

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Termodinâmica e Transferência de CalorMotores Térmicos e Refrigeradores

1

1) (

) (

L

HLH

LL

QQQQ

QgastaenergiaW

pretendidaenergiaQ = de 1 a 5 (depende da condição)

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Termodinâmica e Transferência de CalorMotores Térmicos e Refrigeradores

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Termodinâmica e Transferência de CalorMotores Térmicos e Refrigeradores

Ciclos Possíveis do Ponto de Vista da Primeira Lei, porém Impossíveis de Realizar

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Termodinâmica e Transferência de CalorSegunda Lei da Termodinâmica

Enunciado de Kelvin-Plank: é impossível construir um dispositivo que opere num ciclo termodinâmico e que não produza outros efeitos além do levantamento de um peso e troca de calor com um único reservatório térmico.

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Termodinâmica e Transferência de Calor

Enunciado de Clausius: É impossível construir um dispositivo que opere segundo um ciclo termodinâmico e que não produza outros efeitos, além da transferência de calor de um corpo frio para um corpo quente.

Segunda Lei da Termodinâmica

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Termodinâmica e Transferência de Calor

Conseqüência: É impossível construir um moto-perpétuo.

Segunda Lei da Termodinâmica

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Termodinâmica e Transferência de CalorO Processo Reversível

Processo Reversível: É o processo realizado durante um ciclo termodinâmico que faz com que tanto o sistema analisado como as vizinhanças retornem exatamente ao mesmo estado em que estavam inicialmente.

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Termodinâmica e Transferência de CalorFatores que Tornam Irreversível um Processo

Atrito: Expansão não resistida:

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Termodinâmica e Transferência de Calor

Transferência de Calor com Diferença Finita de Temperatura:

Fatores que Tornam Irreversível um Processo

dxdTkAQ

Necessita-se de um tempo infinito ou de uma área infinita.

Para transferir uma quantidade finita de calor através de uma diferença infinitesimal de temperatura,

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Termodinâmica e Transferência de Calor

Mistura de Duas Substâncias Diferentes.

Outros Fatores: Histerese, RI2 e etc.

Fatores que Tornam Irreversível um Processo

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Termodinâmica e Transferência de CalorO Ciclo de Carnot

Todos os Processos Reverssíveis:

H

L

H

Ltérmico T

TQQ

1 1

LH

L

LH

L

TTT

QQQ

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Termodinâmica e Transferência de CalorMáquinas Reais e Ideais

H

L

H

Lrealtérmico T

TQQ

1 1

LH

L

LH

Lreal TT

TQQ

Q

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Termodinâmica e Transferência de CalorMáquinas Reais e Ideais

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Termodinâmica e Transferência de CalorMáquinas Reais e Ideais

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Termodinâmica e Transferência de CalorMáquinas Reais e Ideais

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Termodinâmica e Transferência de CalorMáquinas Reais e Ideais

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Termodinâmica e Transferência de CalorAplicações na Engenharia

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Termodinâmica e Transferência de CalorAplicações na Engenharia

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Termodinâmica e Transferência de CalorLista 06

Exercícios: 7.42; 7.79;