I. O documento apresenta uma aula sobre a Segunda Lei da Termodinâmica que afirma que nenhuma máquina térmica pode converter toda a energia térmica em trabalho. II. Discute-se o conceito e cálculo do rendimento de máquinas térmicas e eficiência de máquinas refrigeradoras. III. São apresentados exercícios sobre esses temas.

1. PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE INICIAÇÃO À DOCÊNCIA – PIBID 2011
ESCOLA ESTADUAL JOSÉ BEZERRA CAVALCANTI
Alunos (as) Bolsistas Professor Supervisor
Nelson Cosme de Almeida
Daiana Pereira
Fernanda Katiusca dos Santos
AULA DE REFORÇO – 07
TERMODINÂMICA- SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA
Segunda Lei da Termodinâmica- Nenhuma máquina térmica, operando em ciclos,
pode retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho.
Máquinas Térmicas-Chamamos máquina térmica todo
dispositivo que continuamente transforma calor em trabalho,
através de uma substância, que realiza ciclos entre duas
temperaturas que se mantêm constantes. A temperatura Fonte
quente corresponde à temperatura mais elevada; a temperatura
mais baixa corresponde a á chamada Fonte fria.
Rendimento de uma máquina térmica- A energia útil obtida
pelo ciclo da máquina (o trabalho τ) corresponde à diferença
entre a energia total recebida em cada ciclo QFQ e a energia
não transformada QFF.
τ=Q1-Q2
Chamamos rendimento de uma máquina térmica à relação
entre a energia útil τ e a energia total envolvida QFF.
Tendo em vista a relação anterior, o rendimento também pode
ser expresso por: . Logo=
Máquina frigorifica-O calor não passa
espontaneamente de um corpo para outro mais quente.
No entanto há dispositivos denominados máquina
frigorifica, nos quais essa passagem se verifica, mas
não espontaneamente, sendo necessário que o ambiente
forneça energia para o sistema.
Eficiência de uma máquina frigorifica-Defini-se a
eficiencia e de uma máquina frigorifica pela relação
entre a quantidade de calor Q2 retirada da fonte fria e o
trabalho τnecessário para essa transferência:
e=

2. EXERCICIO
1. Uma máquina térmica recebe 5000J de calor de uma fonte quente e cede 4000j para a
fonte fria a cada ciclo. Determine o rendimento dessa máquina:
2. O segundo princípio da termodinâmica afirma que:
a) O rendimento máximo de uma máquina térmica depende da substância com
qual a máquina funciona.
b) Uma máquina térmica não pode funcionar sem queda de temperatura e nunca
restitui integralmente, sob forma de trabalho, a energia que lhe foi cedida sob
forma de calor.
c) Uma máquina térmica possui rendimento de no máximo 90%.
d) É impossível transformar calor em trabalho, operando com duas fontes de calor
a temperaturas diferentes.
e) A energia total de um sistema isolado é constante.
3. Um motor a vapor realiza um trabalho de 12kJ quando lhe é fornecido uma quantidade
de calor igual a 23kJ. Qual a capacidade percentual que o motor tem de transformar
energia térmica em trabalho?
4. A substância trabalhante de uma máquina térmica realiza ciclos entre duas fontes
térmicas, trocando com elas quantidades de calor 150J e 200J. Qual o rendimento dessa
máquina?
5. Num refrigerador, para cada 80J retirados, em cada ciclo da substância trabalhante,
100J são enviadas do congelador para o meio ambiente. Determine:
a) O trabalho do compressor em cada ciclo;
b) A eficiência desse refrigerador.
6. Em cada ciclo de uma máquina frigorifica, são enviados para a atmosfera 250J de calor.
Sendo de 100J o trabalho realizado pelo compressor sobre a substância trabalhante. Determine:
a) A quantidade de calor retirada de uma máquina frigorifica, por ciclo, da fonte
fria dessa máquina;
b) A eficiência dessa máquina frigorífica;
7. As figuras seguintes mostram os esquemas de três máquinas térmicas, sendo T1 a
temperatura da fonte fria, T2 a temperatura da fonte quente, Q1 e Q2 os módulos das
quantidades de calor transferidas entre as fontes e a máquina, e W o módulo do trabalho.
Afirma-se que:
I. O esquema A representa uma máquina possível e o trabalho que ela realiza é W = Q2 – Q1.
II. O esquema B representa uma máquina possível e o trabalho que ela realiza é W = Q2.
III. O esquema C representa um refrigerador possível e o trabalho absorvido por ele é
W = Q2 – Q1.
Assinale a opção CORRETA:
a) Apenas I é verdadeira
b) Apenas I e II são verdadeiras.
c) Apenas II e III são verdadeiras.
d) Apenas I e III são verdadeiras.