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Aplicação da 2ª lei da termodinâmica às máquinas térmicas Básico

Publicado em 03/08/2009 

Ficha de Aprendizagem

Síntese

Introdução à aplicação da 2ª lei da termodinâmica às máquinas, permitindo conhecer o modo como estas funcionam, ao nível de trocas de energia e do seu rendimento. Compreensão da exclusiva existência de máquinas térmicas que respeitem a 2ª lei da termodinâmica.

Palavras-chave
  • 2ª Lei da Termodinâmica
  • Máquina térmica
  • Máquina frigorífica
  • Energia
  • Calor
  • Trabalho
  • Rendimento
  • Eficiência
Objectivos de aprendizagem

A aprendizagem neste tópico envolve os seguintes objectivos:

  • Descrever o funcionamento de máquinas térmicas e de máquinas frigoríficas, com base na 2ª lei da termodinâmica;
  • Caracterizar o rendimento e a eficiência de uma máquina.
Pré-requisitos

Os seguintes conhecimentos são essenciais para a compreensão deste tópico:

As máquinas são aparelhos que servem para transferir energia e, tanto podem receber energia sob a forma de calor para produzir trabalho, que é o caso das máquinas térmicas, como podem receber trabalho de modo a transferir energia sob a forma de calor, e nesse caso temos uma máquina frigorífica. Todas as máquinas funcionam em ciclo, isto é, uma máquina passa periodicamente pelo mesmo estado.

A 2ª lei da termodinâmica, nomeadamente os postulados de Clausius, e de Lord Kelvin estabelecem limitações, tanto na transferência de energia sob a forma de calor entre objectos, como na possibilidade de transformar energia de uma forma noutra.

Tais factos implicam que apenas possam existir máquinas, em que o seu princípio de funcionamento não viole a segunda lei da termodinâmica.

Analisemos o que acontece no caso de:

Autor e Créditos

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Referências Bibliográficas

  • [1] Fiolhais C., Valadares J., Silva L., Teodoro V., Física 10º Ano, Didática Editora, Lisboa, 2000.
  • [2] J. D. de Deus et al., Introdução à Física, McGraw-Hill, Lisboa, 2000.
  • [3] Serway, R. A., Jewett, J. W., Physics for Scientists and Engineers, Thomson Learning, Belmont, 2004.
 

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