Livro CI 2008

V Curso de Inverno
Podemos começar a entender esse fenômeno estudando o ciclo de Carnot (Figura
2). Neste ciclo, estão representados quatro pontos com diferentes parâmetros que os
descrevem (pressão, volume e temperatura): A, B, C e D. A mudança de cada um dos
pontos (ou estados) para outro ocorre espontaneamente, sendo assim isoentrópico, porém
para o ciclo ser completo é necessário que a magnitude da transferência de energia Qa seja
igual à Qb. Isso em um sistema isolado (na mesma escala de do ciclo de Carnot) implica na
transferência de energia de um corpo mais frio para um corpo mais quente. Isto torna esse
ciclo impossível, pois sabemos que só há fluxo de calor de um corpo mais quente (T
maior) para um mais frio (T menor), e nunca o contrário (FEYNMAN et al,1970), o que
torna a condução de calor um processo irreversível (MONTEIRO & PIQUEIRA, 2000).
Dizemos que um processo é irreversível quando a probabilidade de que ele aconteça é tão
baixa que sua ocorrência chega a ser considerada impossível (HOPF, 1988 apud
MONTEIRO & PIQUEIRA, 2000).
1. Figura 2 - Ciclo de Carnot. Note que Ta>Tb e que as curvas Ta e Tb são isotermas, assim as
transições A->B e C->D ocorrem à temperatura constante e B->C e D->A são transições
adiabáticas (sem troca de energia com o meio). Todas as expansões e contrações do clico de
Carnot são reversíveis, neste modelo a entropia aumenta e diminui, porém em uma
transformação de A->B->C->D->A, a variação de entropia é igual zero (isoentrópica).
Lembre-se que o trabalho útil é dado pela área hachurada da figura.
Este ciclo foi criado por Carnot como modelo de uma máquina que minimizaria o tão
famigerado problema da perda de energia sob a forma de calor, mas, infelizmente, não é
possível construí-la (não até agora, pelo menos).
A segunda lei da termodinâmica está associada exatamente a essa perda de
energia. Porém, para melhor entendermos o que está por trás da segunda lei, uma
formalização maior é necessária.
Clausius deu à segunda lei seu formato mais famoso ao introduzir uma função de
estado denominada entropia (representada por S), a qual era, segundo ele, uma medida de
capacidade de mudança de um sistema: em um sistema isolado, a quantidade de energia é
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