A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA – Cap. 6 do Cengel
1 INTRODUÇÃO À SEGUNDA LEI
Primeira Lei da Termodinâmica aplicamos a processos envolvendo sistemas fechados e abertos
(conservação da energia). Razoável concluir que, para que um processo ocorra, ele deve obedecer à Primeira
Lei. Entretanto, o cumprimento apenas desta lei não garante que o processo realmente ocorrerá.
É lógico que uma xícara com café quente deixada em uma sala mais fria irá se esfriar, obedecendo à
Primeira Lei, uma vez que a quantidade de energia perdida pelo café é igual à quantidade de energia ganha
pelo ar vizinho. Considerando o processo inverso – o café quente ficando mais quente ainda em uma sala fria,
como resultado da transferência de calor do ar da sala. Sabemos que esse processo jamais ocorre. Mesmo
assim, ele não violaria a Primeira Lei, uma vez que a quantidade de energia perdida pelo ar seria igual à
quantidade ganha pelo café.
Esse argumento deixa claro que processos ocorrem em uma determinada direção, e não na direção
oposta. A Primeira Lei não faz restrição quanto a direção de um processo, mas o cumprimento da Primeira
Lei não garante que o processo possa realmente acontecer. Assim, é remediada pela introdução a Segunda Lei.
Processos inversos violam a Segunda Lei e essa violação é facilmente detectada com o auxílio de uma
propriedade chamada entropia. Um processo não pode ocorrer, a menos que atenda à Primeira e à Segunda
Lei.
A Segunda Lei não somente se restrita à identificação da direção dos processos, ela também afirma que
a energia tem qualidade, bem como quantidade (energia). A Primeira Lei diz respeito à quantidade de energia
e às transformações de energia de uma forma para outra, sem levar em conta sua qualidade. A Segunda Lei
oferece meios necessários para determinar a qualidade, bem como o nível de degradação da energia durante
um processo. Também é usada na determinação dos limites teóricos para o desempenho dos sistemas de
engenharia mais utilizados, como máquinas térmicas e refrigeradores.
2 RESERVATÓRIOS DE ENERGIA TÉRMICA
Corpo com uma capacidade de energia térmica (massa x calor específico) relativamente grande, que
possa fornecer ou remover quantidades finitas de calor sem sofre qualquer variação de temperatura, é chamado
de reservatório de energia térmica ou apenas de reservatório. Grande corpo como oceanos, lagos e rios, bem
como o ar atmosférico, podem ser modelados como reservatórios de energia térmica, por conta das grandes
capacidades de armazenamento de energia térmica ou massas térmicas. No inverno, por exemplo, a atmosfera
não é aquecida em decorrência da perda de calor das residências, não provoca nenhuma variação significativa
na temperatura.
Um sistema bifásico também pode ser modela como um reservatório, uma vez que ele pode remover e
liberar grandes quantidades de calor e, ao mesmo tempo, permanecer à temperatura constante.
