1) A Termodinâmica estuda as transformações de energia térmica (calor) em outras formas de energia. 2) Um sistema termodinâmico é um conjunto de partículas que pode interagir com o ambiente através de suas fronteiras. Sistemas podem ser abertos, fechados ou isolados dependendo se permitem ou não trocas de energia e matéria. 3) Variáveis como temperatura, pressão, volume e energia interna caracterizam o estado termodinâmico de um sistema e suas relações descreve

1. TERMODINÂMICA
A Termodinâmica é a ciência do calor e da temperatura. Estuda as
transformações de energia térmica (calor) noutras formas de energia
(energia mecânica, elétrica, etc.).
Módulo 4 – F5: Termodinâmica
Curso Profissional – Técnico de Multimédia 2016/17
Escola Secundária Morgado de Mateus (Vila Real)

2. 1. SISTEMAS TERMODINÂMICOS
1.1. O que é um sistema termodinâmico
• Para se compreender bem as transferências de energia, é preciso definir o que é um sistema.
• Um sistema termodinâmico é um conjunto elevado de partículas, com uma determinada massa e
energia, que evolui no tempo.
• Sistema é um corpo ou uma parte do Universo que é objeto de estudo. Um sistema separa-se da
vizinhança pela fronteira.
• O sistema, juntamente com a sua vizinhança, constitui o Universo.
Fig. 1 – A fronteira do sistema pode ser real ou imaginária.

3. 1.2. Fronteira de um sistema termodinâmico
• Sistema aberto, sistema cujas fronteiras permitem trocas de energia e de matéria com a vizinhança.
• Sistema isolado, sistema cujas fronteiras não permitem trocas de energia nem de matéria com a
vizinhança.
• Sistema fechado, sistema cujas fronteiras permitem trocas de energia com a vizinhança; não
permitem trocas de matéria.
Fig. 2 – Classificação de sistemas. Fig. 3 – Caraterísticas de um sistema aberto e de um sistema fechado.

4. 1.2. Fronteira de um sistema termodinâmico
• A fronteira de um sistema pode ser uma parede real ou imaginária, que o separa do universo.
• A fronteira do sistema pode ainda ser classificada como impermeável, rígida ou adiabática (não
permite trocas de calor com o exterior).
Fig. 4 – Tipos de fronteira do sistema. Fig. 5 – Exemplo de um sistema fechado (garrafa) e
de um sistema aberto (copo).

5. 1.3. Processos termodinâmicos
• A descrição do estado de um sistema é feita através de grandezas físicas que têm um valor bem
definido para cada estado – variáveis de estado: a temperatura, a pressão, o volume, a massa e a
energia.
• Quando pelo menos uma variável de estado varia, o sistema experimenta uma mudança de estado.
Ao modo como a mudança de estado se realiza chamamos processo termodinâmico.
Fig. 6 – O sistema experimentou uma mudança e passou do estado 1 ao estado 2
(o processo termodinâmico é representado pelo segmento 1 → 2).

6. 1.3. Processos termodinâmicos
O funcionamento de um frigorífico é um processo termodinâmico:
Fig. 7 – Funcionamento de um frigorífico.
 No interior do frigorífico existe uma serpentina oculta (evaporador) onde circula um
gás muito frio (- 37 °C). O calor dos alimentos é transferido para este gás que vai
aquecendo à medida que percorre a serpentina.
 Para transferir esse calor para o exterior usa-se um compressor que ao aumentar a
pressão do gás, aumenta-lhe a temperatura.
 Este gás aquecido segue para o condensador (a serpentina visível na parte
traseira), onde troca calor com o ar exterior, arrefecendo o gás e condensando-o.
 O líquido refrigerante passa então por uma válvula de expansão, que provoca um
abaixamento brusco na pressão e consequente evaporação instantânea e auto-
arrefecimento. Este gás frio entra no frigorífico e completa-se o ciclo
termodinâmico.

7. 2. VARIÁVEIS DE ESTADO
2.1. Breve história da Termodinâmica

8. 2.2. Temperatura
• A temperatura de um gás é uma medida da energia cinética média das suas moléculas.
• Quanto mais elevada for a temperatura, maior será a energia do movimento dos seus átomos ou
moléculas.
• O sentido do tacto constitui uma forma subjetiva de avaliar a temperatura de um corpo.
• Mas a temperatura pode ser medida, praticamente sem depender dos órgãos dos sentidos, usando
um termómetro.

9. 2.2. Temperatura
Escalas de temperatura
• A conversão entre as escalas Celsius e Fahrenheit é dada pela seguinte expressão:
onde θ (°F) e θ (°C) são as temperaturas nas escalas Fahrenheit e Celsius, respetivamente.
θ(ºF)= 9
5
x θ (ºC)+32
• Alguns anos depois da escala Celsius ter sido definida, Lord Kelvin identificou o valor - 273,15 ºC
como a temperatura mais baixa que é teoricamente possível atingir, chamado zero absoluto (0 K).
• A escala de temperatura do sistema internacional (SI) é a escala Kelvin.
T(K)=θ (ºC)+273,15

10. Lei Zero da Termodinâmica
• Os termómetros baseiam-se na seguinte propriedade dos corpos: quando dois corpos a
temperaturas diferentes são postos em contacto, a temperatura do corpo mais quente desce
enquanto a temperatura do corpo mais frio sobe até ficarem ambos à mesma temperatura.
• Quando dois corpos atingem a mesma temperatura diz-se que atingiram o equilíbrio térmico. A lei
zero da Termodinâmica exprime este conceito.
• Lei Zero da Termodinâmica - dois sistemas, em equilíbrio térmico com um terceiro, estão em
equilíbrio térmico entre si.
C
BA
C
BA
Numa linguagem menos formal: se dois corpos estão em equilíbrio térmico, a temperatura de ambos é
a mesma.

11. Lei Zero da Termodinâmica
• A construção de termómetros baseia-se na lei zero da Termodinâmica. O termómetro inclui uma
dada massa de líquido (como mercúrio ou álcool corado), contida num tubo capilar que pode ser
aquecida ou arrefecida, experimentando uma dilatação ou contração.
• A variação de temperatura é diretamente proporcional à altura da coluna de líquido no tubo
capilar. Na calibração de um termómetro marcam-se dois pontos fixos que correspondem a
temperaturas bem definidas.
• O termómetro pode ser calibrado colocando-o, primeiro, em contacto com uma mistura de água e gelo
em equilíbrio térmico e à pressão atmosférica, 0 ºC; segundo, em contacto com uma mistura de água e
vapor de água em equilíbrio térmico e à pressão atmosférica, 100 ºC.
• Estabelecidos estes dois pontos, divide-se a escala em 100
partes iguais, cada uma representando 1 ºC.
Fig. 10 – Esquema da calibração de um termómetro de
mercúrio.

12. 2.3. Pressão e Volume
• A pressão e o volume são duas grandezas que, com a temperatura, caracterizam o estado
termodinâmico de um sistema e se denominam variáveis de estado.
• A pressão de um gás resulta das colisões entre as suas moléculas e as paredes do recipiente. A
pressão é a força por unidade de área que um gás exerce sobre as paredes do recipiente que o
contém.

13. 2.3. Pressão e Volume
• Para descrever o estado de um gás são necessárias as grandezas já referidas: pressão (p),
volume (V), temperatura absoluta (T) e quantidade de matéria (n).
Estas grandezas relacionam-se entre si da seguinte forma:
Tabela 1 - Valores para a constante dos gases ideais.
• Esta é uma equação geral para o comportamento dos gases, chamada equação dos gases perfeitos
ou ideais.
• R é uma constante de proporcionalidade, designada constante dos gases, e o seu valor numérico
depende das unidades em que se expressam a pressão, o volume e a temperatura.

14. 2.3. Pressão e Volume
Um gás ideal é aquele que obedece à relação P V = n R T, ou seja, em que:
• as moléculas praticamente não exercem forças intermoleculares;
• o volume de cada molécula pode ser desprezado em relação ao volume do recipiente;
• se encontra a uma baixa pressão e a temperatura não muito alta.
• A relação Pressão – Volume: Lei de Boyle – Mariotte
• A pressão exercida sobre um gás e o volume por ele ocupado são inversamente proporcionais ou,
seja, o produto da pressão pelo volume de um gás é uma constante.
ou p1 V1 = p2 V2

15. 2.3. Pressão e Volume
• A relação Volume – Temperatura: 1ª Lei de Charles e Gay – Lussac
• O volume ocupado por um gás e a sua temperatura absoluta são diretamente proporcionais, a uma
pressão constante.
• Por outras palavras, o quociente entre o volume ocupado por um gás e a sua temperatura absoluta é
uma constante.

16. 2.3. Pressão e Volume
• A relação Pressão – Temperatura: 2ª Lei de Charles e Gay – Lussac
• A pressão exercida por um gás e a sua temperatura absoluta são diretamente proporcionais,
quando o volume é mantido constante.

17. 2.4. Energia interna
• A energia manifesta-se de diferentes modos, sendo detetada pelos efeitos que provoca. Existem duas
formas de energia:
- energia cinética, Ec.
- energia potencial, Ep.
• A energia interna é a soma da energia potencial, resultante das interações entre as partículas do
corpo (átomos, moléculas,...), e da energia cinética, associada ao permanente movimento das
partículas.

18. 2.4. Energia interna
A energia interna de um corpo depende da sua massa (quanto mais massa mais energia) e está também
relacionada com a temperatura.
Temperatura e energia interna são grandezas físicas diferentes:
•A temperatura mede a energia cinética média das partículas que constituem um sistema, não
dependendo do número de partículas.
•A energia interna depende do número de partículas que constituem um sistema, sendo tanto maior
quanto maior for a temperatura e a massa desse sistema.

19. 3. TRANSFERÊNCIAS DE ENERGIA SOB A FORMA DE CALOR
3.1. Mecanismos de transferência de calor
• A variação de energia interna de um sistema pode ser detetada macroscopicamente por uma
variação de temperatura ou por uma mudança de estado, a temperatura constante.
• Calor é a quantidade de energia transferida entre sistemas a temperaturas diferentes.
• A quantidade de calor transferida para um sistema, Q, depende da natureza da substância de que é
feito esse sistema, isto é, da sua capacidade térmica mássica, c, da sua massa, m, e da diferença
entre as suas temperaturas final e inicial, ∆θ.
Q = m c ∆θ

20. 3. TRANSFERÊNCIAS DE ENERGIA SOB A FORMA DE CALOR
3.1. Mecanismos de transferência de calor
• A capacidade térmica mássica representa a quantidade de energia que é necessário fornecer a 1
kg dessa substância para que a sua temperatura aumente de 1 ºC ou de 1 K.
• A unidade SI de capacidade térmica mássica é o joule por quilograma por kelvin (J kg−1
K−1
).
Tab. 2 – Valores de capacidade térmica mássica para várias substâncias.

21. 3.1. Mecanismos de transferência de calor
Condução de calor
• O processo de transferência de energia como calor entre dois corpos pode dar-se através de dois
mecanismos: convecção e condução.
• Condução é a transferência de energia das partículas que estão a temperatura mais elevada para as
partículas que estão a temperatura inferior, devido à interação entre elas.
• Esta forma de transferência de energia é característica dos sólidos.
• Quando se toca na colher com a mão transfere-se energia sob a forma de calor da colher, que está a
uma temperatura mais elevada, para a mão.
• Este é um processo direto, por contacto, de transferência de energia entre dois corpos a temperaturas
diferentes.
Fig. 8 – A mão ao tocar na colher sente a sensação de calor.

22. 3.1. Mecanismos de transferência de calor
Condução de calor

23. 3.1. Mecanismos de transferência de calor
Condução de calor

24. 3.1. Mecanismos de transferência de calor
Condução de calor
Se quisermos que a energia não seja conduzida através das paredes, como por exemplo, nas
habitações e nos frigoríficos, temos de utilizar materiais com baixa condutividade térmica. O poliuretano e
o poliestireno são utilizados com essa finalidade.
θ∆=
∆
UA
Q
t U – Coeficiente de condutividade térmica – W / (m2
.
K)
L
K
U =

25. 3.1. Mecanismos de transferência de calor
Convecção de calor
• Convecção é um processo de transferência de energia, sob a forma de calor, por deslocamento de
matéria. Ocorre, essencialmente, nos líquidos e nos gases.
• Por exemplo, junto a um aquecedor ligado, a temperatura do ar que o rodeia aumenta e sobe. Ao subir,
entra em contacto com massas de ar mais frias, arrefece e, consequentemente, a sua densidade
aumenta, pelo que, num dado instante, volta a descer.
• É assim que se estabelecem correntes contínuas de circulação, correntes de convecção, muito mais
eficazes no transporte de energia como calor do que a condução.
Fig. 9 – Processo de convecção de calor.
Fig. 10 – Há uma transferência de energia entre o aquecedor e as mãos
sem haver contacto entre eles.

27. A influência da convecção natural no clima
• A convecção é muito importante na transferência de energia em fluidos, desempenhando um papel
fundamental no sistema climático da Terra.
• A temperatura média da Terra é determinada em grande parte pelas radiações que recebe do Sol, mas
nem toda a energia proveniente do Sol chega à Terra.
• A atmosfera terrestre é muito importante no balanço energético da Terra. Controla não só a
quantidade de radiação que atinge a superfície da Terra, mas também a quantidade de energia que
escapa para o Espaço, funcionando como filtro solar.
Fig. 11 – Balanço energético da Terra

28. A influência da convecção natural no clima
A temperatura média da Terra permanece praticamente
constante, o que indica que a Terra e a atmosfera enviam para o
Espaço a mesma quantidade de energia que recebem do Sol:
•23% é refletida nas nuvens;
•7% é refletida no solo.
•23% é absorvida pela atmosfera e pelas nuvens;
•47% é absorvida pela superfície da Terra;
A radiação absorvida pela Terra ocorre, essencialmente, na
região do visível e do infravermelho, enquanto que a que é
reemitida ocorre na região do infravermelho.
Sem esta reemissão, a Terra estaria sempre a aquecer.
Fig. 12 – Balanço energético da Terra.

29. A influência da convecção natural no clima
Fig. 13 – Explicação do efeito de estufa.

30. A influência da convecção natural no clima
Fig. 14 – Contribuição do efeito de estufa para o aquecimento da Terra.

31. Unidades de energia
• A caloria (cal) e o joule (J) são duas unidades de energia muito usadas.
• O joule é a unidade SI de energia.
1 cal = 4,18 J

32. 3.2. Bons e maus condutores de calor
• Quando saímos do banho e colocamos o pé no chão, parece que este está muito mais frio do que a
toalha. Contudo, o chão e a toalha estão à mesma temperatura (em equilíbrio térmico com o ambiente).
• A sensação de mais frio ou de mais quente que certos materiais nos dão, e que estão à mesma
temperatura, está relacionada com a maior ou menor rapidez de condução térmica desses
materiais.
Fig. 15 – Condutividade térmica para vários materiais.

33. 3.2. Bons e maus condutores de calor
•Há materiais em que a condução de calor ocorre lentamente, enquanto noutros é muito rápido – o que
resulta das suas diferenças na condutividade térmica.
Fig. 16 – Comparação de vários materiais para conseguir o mesmo isolamento térmico.

34. 3.3. Primeira Lei da Termodinâmica
• A força de atrito que atua no livro fará com que este pare ao fim de um certo tempo. A sua energia
associada ao movimento (energia cinética) acaba por se anular.
Fig. 17 – Passado algum tempo o livro para devido à força de atrito.
• Parecia que a energia não se conservava, pondo em causa a lei da conservação da energia.
• Verifica-se que tanto o livro como a mesa aqueceram; portanto, o “desaparecimento” da energia cinética
é acompanhado pelo “aparecimento” da energia térmica sob a forma de calor.

35. 3.3. Primeira Lei da Termodinâmica
• A energia não pode ser criada nem destruída; conserva-se. Esta propriedade pode ser interpretada
pela Lei da Conservação da Energia – em qualquer processo de transferência de energia, a quantidade
total de energia posta em jogo permanece constante.
Fig. 17 – Passado algum tempo o livro para devido à força de atrito.
• A primeira lei da Termodinâmica traduz a Lei da Conservação da Energia.
• Relaciona a variação da energia interna com a energia que é transferida, através das suas fronteiras, por
qualquer um dos processos ― trabalho, calor ou radiação.

36. 3.3. Primeira Lei da Termodinâmica
• Enunciado da 1ª Lei da Termodinâmica – a energia interna (∆U) de um sistema (não isolado) varia
com a energia transferida como calor (Q), trabalho (W) e radiação (R) – ondas eletromagnéticas – com
as vizinhanças.
• De acordo com a primeira Lei da Termodinâmica:
Δ U = 0 (sistema isolado)
(sistema não isolado)RWQU ++=∆

37. 3.4. Segunda Lei da Termodinâmica
• Todos os processos que ocorrem à nossa volta necessitam de energia. A energia encontra-se
armazenada nos sistemas e quando estes interatuam entre si há transferência de energia.
• Nestas transferências há energia que é utilizada para o fim pretendido e energia que não é usada para
esse fim, ou seja, uma parte da energia é usada de forma útil e outra diz-se que é desperdiçada.
• O funcionamento da televisão é um exemplo prático e muito comum deste facto.

38. Processos reversíveis
Os processos reversíveis são processos que após terem ocorrido num dado sentido, também podem
ocorrer naturalmente no sentido oposto (ou não), voltando ao estado inicial.
Ou seja: ocorrem de modo a que o sistema possa retomar o estado anterior ao processo, sem alterar a
energia do sistema e da vizinhança.
• A compressão muito lenta de um gás, através de um êmbolo de seringa, é praticamente um processo
reversível.
• Ao largar-se o êmbolo após a compressão, este volta à posição inicial.
• A energia fornecida ao gás sob a forma de trabalho, quando é comprimido, é libertada para a
vizinhança quando o gás se expande.

39. • Os processos irreversíveis são muito comuns na natureza.
Por exemplo, se colocarmos uma gota de tinta num recipiente com água, a gota dissolve-se de
forma gradual.
• Inicialmente, a gota encontrava-se num certo ponto à superfície da água – “sabe-se
onde está a tinta”;
• passado algum tempo não há uma separação entre a água e a tinta, ou seja, a
desordem do sistema é maior no fim do processo.
• O processo é irreversível, isto é, de forma espontânea não é possível observar o
processo inverso, em que a tinta misturada com toda a água, voltaria a formar uma
gota.
Os processos irreversíveis ocorrem sempre num só sentido, sendo por isso fácil
reconhecer a ordem temporal com que acontecem.
Processos Irreversíveis

40. Exemplos de processos irreversíveis
• Se abandonarmos uma pedra no cimo de um monte, esta irá rolar pela
encosta abaixo e não começará a subi-la.
• Se partirmos um prato, este não irá reconstruir-se espontaneamente.
• Estas duas últimas situações são exemplos de processos
irreversíveis, pois o sistema não inverte as alterações sofridas.

41. Entropia, S
• Grandeza física;
• descreve o sentido de uma transformação irreversível;
• é proporcional à quantidade de matéria do sistema;
• é uma medida da desordem do sistema.
Em termos energéticos: a entropia é tanto maior quanto menor a qualidade da energia.

42. Como varia a entropia em processos
irreversíveis?
• No caso de equilíbrio térmico, que ocorre num sistema isolado, a entropia é por definição, maior no
fim do que no início.
 O sistema evoluiu até a temperatura ser a mesma em todo o sistema, não ocorrendo mais
nenhuma transformação. Nesse instante, a entropia do sistema tem o valor máximo possível.
Postulado de Clausius
Uma transformação num sistema isolado, cujo único resultado final seja transferir energia sob a
forma de calor de um corpo, a uma dada temperatura, para outro corpo, a temperatura superior, é
impossível.

43. Como varia a entropia em processos
irreversíveis?
• Na experiência de Joule, quando no final a água no recipiente fica a uma temperatura superior.
 No estado final, quando já não acontece mais nada, a entropia do sistema é a maior possível.
Postulado de Lord Kelvin
Uma transformação num sistema isolado, cujo único resultado final seja transformar em trabalho,
toda a energia extraída de uma fonte sob a forma de calor, que tem todos os seus pontos à
mesma temperatura, é impossível.

44. 2ª Lei da Termodinâmica ou lei da não diminuição da entropia
A entropia de um sistema isolado não pode diminuir
ou
A entropia do Universo nunca diminui.

45. Transformação reversível num sistema isolado
• No caso da compressão lenta de um gás contido num contentor cilíndrico com um êmbolo móvel,
quando no final da compressão se deixa de aplicar uma força externa, o gás começa a expandir-se
lentamente até voltar ao estado inicial.
Neste processo, tanto a energia interna como a entropia do sistema mantiveram-se constantes.
Quando ocorre uma transformação reversível num sistema isolado, a entropia não aumenta nem
diminui.

46. 2ª Lei da Termodinâmica - resumo
A entropia, S, de um sistema isolado nunca diminui, uma vez que aumenta nos processos irreversíveis
e mantém-se constante nos processos reversíveis.
Deste modo, sendo a variação de entropia dada por ΔS = Sfinal - Sinicial, tem-se para um sistema isolado:
Δ S > 0 processo irreversível
Δ S = 0 processo reversível
O aumento de entropia num processo irreversível estabelece a ordem com que acontecem as várias
etapas de um processo irreversível.

47. Entropia em sistemas não isolados
Em sistemas não isolados, a entropia pode aumentar, diminuir ou manter-se constante.
Mesmo que a entropia de um certo sistema não isolado diminua, é sempre possível encontrar um outro
sistema maior, formado pelo sistema inicial e vizinhança, no qual a entropia aumenta, sempre que hajam
processos irreversíveis. Ou seja, a entropia da sua vizinhança aumenta muito mais, de tal forma que a
variação de entropia do sistema total é sempre positiva.

48. Importância da 2ª Lei da Termodinâmica
 Se fosse possível transformar energia sob a forma de calor em trabalho seria possível construir uma
máquina térmica.
Como a reserva de energia térmica da
Terra é praticamente ilimitada, tal
máquina poderia produzir uma
quantidade infinita de trabalho (estaria
sempre a produzir trabalho!!!).
Mas a 2ª Lei da Termodinâmica, nomeadamente o postulado de
Lord Kelvin, não permite que tal máquina possa realmente existir.
• estabelece limitações na possibilidade de transformar energia de uma forma noutra.

49. Máquina térmica
Máquina térmica – designação de um
sistema que converte calor em trabalho.
Segundo o postulado de Lord Kelvin, é
impossível transformar em trabalho toda a
energia sob a forma de calor extraída de uma
única fonte.
Assim, as máquinas térmicas apenas permitem
obter trabalho, a partir de um fluxo de energia
sob a forma de calor entre duas fontes a
temperaturas diferentes.
Esquema de uma máquina térmica.

50. Exemplo de máquina térmica – máquina a vapor
http://lucida.wikispaces.com/file/view/Esquema_de_una_maquina_de_vapor.png/54237468/Esquema_de_una_maquina_de_vapor.png

51. • um cilindro move-se devido à expansão do gás no seu interior, causada pela energia proveniente do
aquecimento de água numa caldeira (fonte de energia com temperatura superior, "fonte de calor");
• parte desta energia não é transformada em trabalho, e passa por condução térmica para a vizinhança
da máquina (fonte com temperatura inferior).
• o trabalho fornecido pela máquina é igual à diferença entre as quantidades de energia sob a forma de
calor trocadas:
W = | Qq | - | Qf |
Exemplo de máquina térmica – máquina a vapor

52. Rendimento das máquinas térmicas
O rendimento, η, define-se como a razão entre o trabalho que a máquina fornece, W, e a
energia sob a forma de calor que sai da fonte quente, Qq, e sem o qual ela não poderia funcionar.
q
f
q
fq
q
Q
Q
Q
QQ
Q
W
−=
−
=
=
1η
η
η

53. Máquina térmica impossível
Não é possível construir máquinas térmicas
onde, ciclicamente se transforme toda a
energia sob a forma de calor proveniente
da fonte quente, em trabalho, uma vez que
tal violaria a 2ª lei da termodinâmica.
Esquema de uma máquina térmica impossível devido à 2ª lei da
Termodinâmica.

54. Máquinas frigoríficas
Lembrar…
•Segundo o postulado de Clausius, é impossível transferir energia sob a forma de calor de forma
espontânea, de uma fonte fria para uma fonte quente.
•Para que tal aconteça, é necessário fornecer trabalho ao sistema, e, nesse caso, temos uma máquina
frigorífica.
Exemplo:
Um frigorífico recebe trabalho (energia elétrica), e usa-o
para retirar energia sob a forma de calor do seu interior,
transferindo-a por condução para o exterior.
Deste modo, o interior de um frigorífico encontra-se a uma
temperatura baixa, próxima de 5 ºC, enquanto que a parte
de trás de um frigorífico está normalmente a uma
temperatura superior à do meio ambiente onde se encontra.

55. Princípio de funcionamento de uma máquina frigorífica
http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=576&ordem=3
A energia sob a forma de calor que é
transferida para a fonte quente é igual à
soma da energia sob a forma de calor
retirada à fonte fria, com o trabalho
necessário para que ocorra esse fluxo
de energia:
| Qq | = W + | Qf |

56. Eficiência das máquinas frigoríficas
A eficiência de uma máquina frigorífica é tanto maior, quanto maior for a quantidade de energia sob a
forma de calor que retirar da fonte fria, ou seja, do interior do frigorífico, para a mesma quantidade de
trabalho fornecido pelo motor do frigorífico.
A eficiência de uma máquina frigorífica é o quociente entre a energia sob a forma de calor que sai da
fonte fria, Qf
, e o trabalho necessário (W) para realizar essa transferência de energia:
fq
f
f
QQ
Q
W
Q
−
=
=
ε
ε

57. Eficiência de uma máquina frigorífica - significado
• Ao contrário do rendimento de uma máquina térmica, a eficiência pode
ser maior que 1.
• A eficiência típica de uma máquina frigorífica varia entre 4 e 6.
• Por exemplo, se a eficiência for igual a 5, então o frigorífico retira 5 J de
energia da fonte fria (interior do frigorífico) para a fonte quente (exterior),
por cada 1 J de energia elétrica que consome.fq
f
f
QQ
Q
W
Q
−
=
=
ε
ε

58. Máquina frigorífica impossível
Esquema de uma máquina frigorífica impossível devido à 2ª Lei
da Termodinâmica.
http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=576&ordem=3
• Seria impossível que a máquina frigorífica
retirasse energia da fonte fria, sem receber
qualquer energia do exterior (na forma de
trabalho), uma vez que tal não estaria de acordo
com a 2ª Lei da Termodinâmica.