Sobre a primeira lei da termodinâmica

Moreira, Ney Henrique; Bassi, Adalberto Bono Maurizio Sacchi

doi:10.1590/s0100-40422001000400019

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“…Heat, q, is an exchange of energy in which total linear and angular momenta of the body, as well as total linear and angular momenta of its exterior, are not changed. Thus, heat involves only the internal energies of the body and its exterior and cannot be absorbed or emitted by the energy of a rigid body (Moreira & Bassi, 2001;Bassi, 2006b). In turn, work, w, involves both the internal and rigid body energies.…”

Section: Internal Energymentioning

confidence: 99%

On the Two Main Laws of Thermodynamics

Reis¹,

Bassi²

2011

Thermodynamics

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Section: Internal Energymentioning

confidence: 99%

On the Two Main Laws of Thermodynamics

Reis¹,

Bassi²

2011

Thermodynamics

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“…O artigo de Moreira e Bassi, 27 que eles contestaram 6 anos após sua publicação e que nunca antes foi criticado, somente discute, sob o ponto de vista da termodinâmica dos processos homogêneos, a primeira lei da termodinâmica. Precisamente porque o artigo de Moreira e Bassi 27 nem sequer se aprofunda em descrever a termodinâmica dos processos homogêneos, ele pode dar a impressão de não estar baseado em fundamentos sólidos.…”

Section: Conclusãounclassified

“…Em 2001, Química Nova publicou um artigo onde a primeira lei é discutida usando-se termodinâmica temporal. 27 Desde já, cabe esclarecer que, no presente trabalho, é usado o significado dado por Truesdell 1 para a expressão "termodinâmica tradicional". Não se trata da termodinâmica de Gibbs, mas sim daquela que é costumeiramente ensinada hoje em dia, no mundo inteiro, a qual é muito diferente da teoria proposta por Gibbs.…”

Section: Introductionunclassified

“…Ao longo deste trabalho ainda se cumpre uma obrigação, principalmente com o leitor, mas também com Anacleto e Anacleto, 35 de responder a todas as objeções por eles levantadas ao já mencionado artigo publicado por Química Nova em 2001. 27 Pretende-se, porém, fazê-lo de uma forma útil para todos os que se interessem por este importante tema, ou seja, pretende-se usar esta oportunidade para discutir vários conceitos fundamentais, relacionados com a forma diferencial da primeira lei da termodinâmica.…”

Section: Introductionunclassified

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A primeira lei da termodinâmica dos processos homogêneos

Nery¹,

Bassi²

2009

Quím. Nova

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Recebido em 6/1/08; aceito em 25/8/08; publicado na web em 12/2/09 THE FIRST LAW OF HOMOGENEOUS PROCESSES THERMODYNAMICS. Thermodynamics of homogeneous processes, which corresponds to the very special situation in thermodynamics of continuous media, is used to discuss the first law. An important part of this work is the exposition of some typical mathematical errors, frequently found in the traditional presentation of thermodynamics. The concepts of state and process functions are discussed, as well as reverse and reversible processes, temporality and its implications on thermodynamics, energy reservoirs and symmetry. Our proposal is to present the first law by using a time dependent viewpoint coherent with mechanics and the foundations of that viewpoint.Keywords: first law of thermodynamics; reversible processes; time dependent thermodynamics. introdUÇÃoA conservação da energia de um sistema, na ausência de alterações do momento linear total, ou do momento angular total do sistema, pode ser dada pela equação ∆U = Q + W, frequentemente considerada a expressão matemática da primeira lei da termodinâmica para processo finito. Quando se supõe que o processo seja infinitesimal, diversas outras expressões matemáticas costumam ser usadas, entre as quais a igualdade dU = dQ + dW. Nosso objetivo é discutir a equação para o processo infinitesimal. Para isto, serão usados os instrumentos inerentes à termodinâmica dos processos homogêneos. 1,2Esta pode ser considerada uma introdução à termodinâmica dos meios contínuos, 1-10 a qual é uma ciência temporal, assim como todas as demais ciências naturais.A termodinâmica, criada na primeira quarta parte do século XIX principalmente por engenheiros, como uma ciência aplicada para se entender o funcionamento das máquinas térmicas, 11 evidentemente não nasceu atemporal, já que se originou da necessidade de melhor compreender o temporal mundo físico real. Aliás, se por termodinâmica clássica for entendida a grande evolução conceitual implantada por Joule, Kelvin, Rankine, Reech e Clausius, a partir da segunda metade da década 40 e até a primeira metade da década 50 daquele século, a termodinâmica clássica será temporal. O enfoque atemporal tornou-se cada vez mais predominante durante as últimas quatro décadas do século XIX e, ainda quando Clausius apresentou a sua famosa desigualdade (1862), não havia o quase consenso geral a favor da atemporalidade que existiria 40 anos depois.A atemporalidade se impôs porque, por meio deste artifício, foi mais fácil transformar a termodinâmica, de um amontoado de conceitos muitas vezes conflitantes entre si, 12 num todo matematicamente coerente. Talvez, a maior contribuição à visão atemporal e à coerência matemática da termodinâmica se deva ao tratado de mecânica estatís-tica clássica publicado por Gibbs em 1902, 13 cuja reimpressão atual é facilmente obtenível e deveria ser leitura obrigatória para todos os que se interessam por conceituação termodinâmica. Gibbs foi um entusiasta da geometria e da lógica, que declarava ser a matemática não apenas ...

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“…No teorema H, Boltzmann considerou que, quanto maior o número de microestados correspondentes a um estado, maior a probabilidade de este estado ocorrer, o que conduz ao conceito de processo irreversível e, para sistema isolado, também ao de entropia. A segunda lei ganhou, assim, a possibilidade de ser interpretada como uma tendência estatística que, nos objetos macroscópicos, é tão acentuada que se transforma em lei determinista.A noção probabilística de entropia introduzida por Boltzmann permitiu que, em 1948, Claude Shannon (1916-2001 definisse entropia dentro do contexto da teoria da informação (uma teoria matemá-tica-estatística que trata da transmissão de dados).7 Posteriormente, Léon Brillouin (1889-1969), em seu livro Science and Information Theory, 8 verificou a equivalência entre os conceitos de entropia propostos por Clausius e Shannon, o que permitiu definir entropia em termos da informação estrutural do sistema.Tradicionalmente, a termodinâmica clássica restringe o conceito entropia aos estados de equilíbrio e aos processos reversíveis. Porém, ao contrário da termodinâmica clássica, a mecânica dos meios contí-nuos (da qual a temporal termodinâmica dos processos homogêneos é uma radical simplificação porque, nesta última, é imposta a homogeneidade espacial de todas as propriedades intensivas) utiliza a entropia para relacionar as respostas térmicas e mecânicas do sistema em qualquer estado, pertencente a qualquer processo termodinâmico real.…”

unclassified

A segunda lei da termodinâmica

Reis¹,

Bassi²

2012

Quím. Nova

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Recebido em 26/6/11; aceito em 11/11/11; publicado na web em 13/1/12 THE SECOND LAW OF THERMODYNAMICS. Considering intrinsic characteristics of the system exclusively, both statistical and information theory interpretations of the second law are used to provide more comprehensive meanings for the concepts of entropy, temperature, and Helmholtz and Gibbs energies. The coherence of Clausius inequality to these concepts is emphasized. The aim of this work is to re-discuss the second law of thermodynamics in accordance to homogeneous processes thermodynamics, a temporal science which is the very special oversimplification of continuum mechanics for spatially constant intensive properties.Keywords: entropy; temperature; Clausius inequality. INTRODUÇÃOA origem da segunda lei da termodinâmica é associada ao trabalho do físico Sadi Carnot (1796-1832), o qual estava particularmente interessado na eficiência de máquinas térmicas operando sob condições ideais. Em seu livro Refléxions sur la Puissance Motrice du Feu et sur les Machines Propres à Développer Cette Puissance, 1 Carnot demonstra que, para produzir trabalho em um processo cíclico, não é suficiente apenas absorção de calor pela máquina térmica, porque também é necessário que a máquina emita alguma quantidade de calor.Anos após a divulgação do trabalho de Carnot, William Thomson (1824-1870), também conhecido como Lord Kelvin, afirmou que, se a máquina térmica trocar calor com suas vizinhanças em um processo cíclico e tais vizinhanças se encontrarem em uma única temperatura, então a máquina não poderá produzir trabalho. Em 1850, outra formulação para a segunda lei da termodinâmica foi proposta por Rudolph Clausius (1822-1888), o qual percebeu que o principal axioma de Carnot envolve, para processos cíclicos, a conversibilidade de calor em trabalho e vice-versa, demonstrada poucos anos antes, por meio de uma série de experimentos, por James Joule (1818-1889). Clausius estabeleceu que a temperatura da fonte que absorve o calor emitido pela máquina que produz trabalho é menor do que a temperatura da fonte que cede calor à máquina. Posteriormente, em 1862, Clausius propôs a existência de alguma quantidade física, atualmente denominada entropia, cuja variação se encontre relacionada ao sentido em que os processos ocorrem. Além disso, ao garantir que a passagem de calor de um corpo frio para um corpo quente não pode ocorrer espontaneamente, reafirmou o enunciado da segunda lei.3 Com base neste enunciado, Serrin 4 demonstrou que, para um processo cíclico, calor absorvido e emitido, respectivamente nas temperaturas T 1 e T 2 , sendo T 1 < T 2 , implica em trabalho realizado sobre o sistema. Durante muito tempo, a formulação matemática da segunda lei da termodinâmica, em especial o real significado da quantidade entropia, permaneceram incompreendidos. 5,6 Em 1872 Ludwig Boltzmann (1844-1906) deduziu, a partir da teoria cinética dos gases proposta por James Maxwell (1831-1879), o seu famoso teorema H, que pode ser entendido como um análogo da segunda lei. De acordo com Boltz...

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On the Two Main Laws of Thermodynamics

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A primeira lei da termodinâmica dos processos homogêneos

A segunda lei da termodinâmica

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