Degradao de energia A 1 Lei da termodinmica estabelece que s so possveis as transformaes em que se verifique a conservao da energia. No entanto, de todas as transformaes que satisfazem esta lei, nem todas podem ocorrer na natureza. A irreversibilidade uma caracterstica dos fenmenos naturais.

Degradao de energia (cont.) Os processos designam-se por: reversveis, se depois de concludos possvel o sistema regressar ao estado inicial sem que tenham ocorrido alteraes quer no sistema quer na vizinhana processos que podem ocorrer em ambos os sentidos; irreversveis, se depois de concludos no possvel o regresso do sistema ao estado inicial processos que ocorrem num nico sentido.

Degradao de energia (cont.) Uma transformao reversvel no pode ser acompanhada de efeitos dissipativos, pois s assim se garante que no ocorrem alteraes na vizinhana do sistema. De facto, no possvel eliminar totalmente os atritos durante o movimento dos corpos. O funcionamento de uma mquina sempre acompanhado de uma parte de energia no aproveitada de forma til degradao de energia -, pelo que o seu rendimento inferior a 100%.

Degradao de energia (cont.) Concluindo, qualquer transferncia de energia conduz diminuio de energia til, apesar de a energia total se manter constante, pois uma parte deixa de estar disponvel para a realizao de trabalho. A 2 Lei da Termodinmica prev esta degradao de energia.

2 Lei da Termodinmica A 2 Lei da Termodinmica diz-nos que os processos que ocorrem espontaneamente na natureza do-se no sentido da diminuio de energia til e que as transformaes espontneas, processos irreversveis, ocorrem sempre acompanhadas de um aumento de entropia do Universo.

2 Lei da Termodinmica (cont.) A entropia (S), grandeza fsica associada qualidade de energia, mede o grau de desorganizao interna de um sistema quanto maior a desordem de um sistema, maior a sua entropia. Em termos energticos significa que a entropia aumenta com a diminuio da qualidade de energia. A 2 Lei da Termodinmica permite prever o sentido dos processos espontneos e da evoluo dos fenmenos naturais, pelo que pode ser enunciada em termos de entropia.

Mquinas trmicas So dispositivos que convertem energia trmica (calor) em energia mecnica (trabalho). Caractersticas de uma mquina trmica: Recebe calor (QQ ) de uma fonte quente; Converte parte desse calor em trabalho (W); Rejeita o restante calor (QF) para uma fonte fria; Opera em ciclos (U = 0).

Mquinas trmicas (cont.)

Mquinas trmicas (cont.) Aplicando a 1 Lei da Termodinmica:U = Q + W + R 0 = QTotal W QTotal = W W = QQ QF

Aplicando a frmula do rendimento:QQ QF W QF Eu = 100 = 100 = 100 = 1 100 Ef QQ QQ QQ

Numa mquina trmica no possvel transformar todo o calor recebido em trabalho, logo o rendimento ser sempre inferior a 100%. Enunciado da 2 Lei da Termodinmica: No h nenhum processo cclico capaz de remover calor de uma nica fonte e de o converter integralmente em trabalho.

Mquinas frigorficas So dispositivos que operam de modo inverso ao da mquina trmica, ou seja, convertem energia mecnica (trabalho) em energia trmica (calor). H transferncia de energia da fonte fria para a fonte quente. Caractersticas de uma mquina frigorfica: Tem de ser realizado trabalho (W) sobre ela; Retira calor (QF) de uma fonte fria; Rejeita calor (QQ) para uma fonte quente; Opera em ciclos (U = 0).

Mquinas frigorficas (cont.)

Mquinas frigorficas (cont.) Aplicando a 1 Lei da Termodinmica:U = Q + W + R 0 = QTotal + W QTotal = W W = (QF QQ ) W = QQ QF

Numa mquina frigorfica necessrio optimizar a razo entre a quantidade de calor retirada fonte fria e o consumo da mquina eficincia da mquina frigorfica.

=

efeitodesejado Q QF = F = entradanecessria W QQ QF

Nota: A eficincia de uma mquina frigorfica pode ser maior do que a unidade, ou seja, a quantidade de calor retirada da fonte fria pode ser maior do que o trabalho realizado.

Mquinas frigorficas (cont.) Enunciado da 2 Lei da Termodinmica: No h nenhum processo cclico cujo resultado nico seja a transferncia de calor de uma fonte fria para uma fonte quente.