Transformação adiabática

Transformação adiabática
Chamamos de transformação
adiabática a transformação
gasosa na qual o gás não
realiza troca de calor com o
meio externo.
Q=0
Se aplicarmos a Primeira
Lei da Termodinâmica,
temos:
∆U= Q –
Q = ∆U + τ
∆U = - τ
• Resumidamente, podemos dizer
que:
- na expansão adiabática, a
temperatura
e
a
pressão
diminuem;
As transformações adiabáticas são
obtidas fazendo uso de recipientes
termicamente isolados, ou também
através de uma compressão, ou de
uma expansão muito rápida.
-
Dessa forma, podemos concluir que
quando um gás troca calor com o
meio externo, demora algum tempo
para que o calor se propague pela
massa gasosa e para que esta entre
em equilíbrio. Portanto, quando se
efetua tanto uma expansão como
uma compressão rápida,
praticamente não há troca de calor
com o meio externo.
na compressão adiabática, tanto a
temperatura como a pressão
aumentam.
O gráfico abaixo nos fornece uma
representação geral da transformação
adiabática:
2ª Lei da Termodinâmica
A segunda lei da termodinâmica
envolve o funcionamento das
máquinas térmicas, ou seja,
situações em que o calor é
transformado em outras formas de
energia.
1. Transformação cíclica: No
estudo da termologia dos gases
perfeitos, encontramos quatro tipos
de transformações particulares: a
isotérmica, a isovolumétrica, a
isobárica e a adiabática.
Porém,
uma
sucessão
de
transformações, tais que os estados
inicial e final coincidam, é chamada
de transformação cíclica ou fechada.
Em um diagrama pressão versus
volume, essa transformação cíclica é
representada por uma curva fechada.
Em qualquer transformação cíclica:
ΔT=0, assim:
ΔU=0
Em módulo, o valor do trabalho total
trocado com o meio externo é
determinado pela “área interna” à curva
fechada representativa do ciclo.
Quando o ciclo está orientado no sentido
horário, o trabalho realizado é maior que o
recebido, o que indica que o sistema realiza
trabalho: portanto, T > 0.
- Quando o ciclo está orientado no sentido
anti-horário, o trabalho recebido é maior
que o realizado, o que indica que o sistema
recebe trabalho: portanto, T < 0.
2. Segunda lei da termodinâmica
• O calor não passa de forma espontânea de um
corpo de menor temperatura para outro que
esteja em temperatura mais alta.
• É impossível a construção de um dispositivo que,
operando em ciclos, produza como único efeito a
transferência de calor de um corpo frio para um
quente.
• É impossível construir uma máquina térmica que,
ao operar em ciclos, transforme integralmente
em trabalho todo o calor que fornece.
Máquina Térmica
• As máquinas térmicas são
máquinas capazes de converter
calor em trabalho. Elas funcionam
em ciclos e utilizam duas fontes
de temperaturas diferentes, uma
fonte quente que é de onde
recebem calor e uma fonte fria
que é para onde o calor que foi
rejeitado é direcionado.
• A respeito das máquinas térmicas
é importante saber que elas não
transformam todo o calor em
trabalho, ou seja, o rendimento
de uma máquina térmica é
sempre inferior a 100%.
Usando o princípio de conservação de
energia, temos:
Rendimento de uma máquina térmica:
O rendimento de uma máquina térmica é a
razão entre a potência útil, trabalho produzido
pela máquina térmica, e a potência total calor
fornecido a máquina térmica pela fonte quente: