lei2 parte2
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Termodinâmica aplicada à Termodinâmica aplicada à Engenharia de MateriaisEngenharia de Materiais
Curso de Ciência e Engenharia de Materiais - UFSCCurso de Ciência e Engenharia de Materiais - UFSC
Prof. Celso P. FernandesFlorianópolis 18/junho/2003 •2a Lei
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18 de junho de 2003Termodinâmica
O ciclo de Carnot
Ciclo reversível: Sadi Carnot (1824)
É composto de 4 processos reversíveis sendo:
2 processos isotérmicos
2 processos adiabáticos
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18 de junho de 2003Termodinâmica
O ciclo de Carnot
Processo 1-2: expansão isotérmica
Reversível. TH = cte. Transfere QH
Proc. 2-3: expansão adiabática
Reversível. TH vai para TL
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18 de junho de 2003Termodinâmica
O ciclo de Carnot
Proc. 3-4: compressão isotérmica
Reversível. TL = cte.
Transfere QL
Proc. 4-1: compressão adiabática
Reversível. TL vai para TH
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Ciclo de Carnot – diagrama PV
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Ciclo de Carnot reverso
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Ciclo de Carnot - Teoremas
1o Teorema: é impossível construir um MT que
opere entre dois reservatórios dados e que seja
mais eficiente que o MT Reversível operando entre
os mesmos reservatórios.
2o Teorema: todos os MT que operam
segundo o ciclo de Carnot e entre dois
reservatórios térmicos apresentam a
mesma eficiência.
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Escala Termodinâmica de temperatura
Lei zero: estabelece uma base para a medida de temperatura
Escala de temperatura deve ser definida em função de uma
determinada substância e de um dispositivo termométrico
Escala de temperatura independente de uma substância:
Escala absoluta de temperatura
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Escala Termodinâmica de temperatura
Eficiência do ciclo de Carnot: é independente do fluido
De trabalho. Depende apenas da temperatura dos reservatórios
Base para a escala absoluta de temperatura.
Escala termodinâmica de temperatura
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Escala Termodinâmica de temperatura
LHH
LT T,Tg
Q
Q1
LHL
H T,TfQ
Q
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Escala Termodinâmica de temperatura
Vamos considerar três máquinas térmicas reversíveis:
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Escala Termodinâmica de temperatura
212
1 T,TfQ
Q
323
2 T,TfQ
Q
313
1 T,TfQ
Q
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Escala Termodinâmica de temperatura
322131
3
2
2
1
3
1
T,TfT,TfT,Tf
:Então
Q
Q
Q
Q
Q
Q ,mas
3
232
2
121 T
TT,Tf e
T
TT,Tf
:assumir Vamos
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Escala Termodinâmica de temperatura
L
H
L
H
3
131
3
1
T
T
Q
Q
:escrevemos geral maneira uma de E
T
TT,Tf
Q
Q ,Então
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Escala Termodinâmica de temperatura
L
H
L
H
T
T
Q
Q :Então
Lord Kelvin propôs: TT
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Escala Termodinâmica de temperatura
É a chamada escala de Kelvin: depende apenas da
Razão QH/QL e não depende de uma substância particular
Nesta escala as temperaturas podem variar de zero até infinito
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Motor térmico de Carnot - comentários
elirreversívou reversível ,Q
Q1
H
LT
H
Lrev,T T
T1
impossível MT
reversível MT
elirreversív MT
rev,T
rev,T
rev,T
T
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18 de junho de 2003Termodinâmica
Motor térmico de Carnot - comentários
H
Lrev,T T
T1
Eficiência aumenta com o aumento de TH
ou com a diminuição de TL