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quarta-feira, 17 de dezembro de 2014

Os enunciados da Segunda Lei da Termodinâmica


Proibir é, certamente, uma das ações que podem ser expressas das mais variadas maneiras. Talvez seja por isso que as leis da termodinâmica se apresentem de tantas formas diferentes, A Segunda Lei da Termodinâmica, por exemplo, além do enunciado, tem pelo menos mais dois enunciados muito importantes que devem ser conhecidos. O primeiro foi formulado por lorde Kelvin e o segundo por Clausius.


O enunciado de Kelvin "proíbe" a transformação de calor integralmente em trabalho (o moto-perpétuo de segunda espécie). Se isso fosse possível, bastaria baixar um pouquinho a temperatura do oceano e teríamos energia suficiente para mover todos os navios; mais um pouquinho, seria suficiente para alimentar todas as cidades litorâneas e mais um pouquinho... Infelizmente a física é incapaz de fazê-lo e, como um funcionário disciplinado e impotente de uma grande empresa, atribui a culpa à autoridade maior - a natureza não permite! É isso que o enunciado da Segunda Lei da Termodinâmica diz:

É impossível realizar um processo cujo único efeito seja remover calor de um reservatório térmico e produzir uma quantidade equivalente de trabalho.

O enunciado de Clausius consagra uma observação experimental simples e rotineira. O calor sempre passa dos corpos mais quentes para os mais frios; o contrário é espontaneamente impossível ou "proibido":

É impossível realizar um processo cujo único efeito seja retirar calor de um corpo mais frio para um corpo mais quente.



Ambos os enunciados são equivalentes, ou seja, é possível provar que um enunciado leva ao outro. A "proibição" está restrita à expressão grifada: único efeito. Em outras palavras, é possível retirar calor de um reservatório térmico qualquer e realizar trabalho - todo motor a explosão faz isso. Também é possível retirar calor de uma fonte fria e levar para uma fonte quente - todo refrigerador faz isso. 

O que é impossível é fazer só isso. Todos esses processos exigem o consumo de energia externa, adicional, para se realizarem. O motor a explosão consome energia do combustível, o refrigerador consome energia elétrica. Consumindo ou dissipando energia, "tudo é permitido".



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Fim do Artigo
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Sergio Torres


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