Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 33
Prove que um dispositivo cíclico que não satisfaz o enunciado de Kelvin-Planck da segunda lei da termodinâmica viola, também, o enunciado de Clausius.
Passo 1
Fala pessoal, beleza?
Galera temos que provar que um dispositivo cíclico que não respeita o enunciado de Kelvin-Planck ele também não satisfaz o enunciado de Clausius.
Primeiro vamos lembrar que o enunciado de Kelvin-Planck, em poucas palavras, basicamente diz: é impossível uma máquina térmica realizar trabalho com apenas uma fonte de calor quente, ela deve possuir uma fonte de calor fria.
Quanto que o enunciado de Clausius, em poucas palavras, diz: é impossível um refrigerador operar sem receber trabalho para.
Passo 2
Com um resumo bem curto de cada enunciado, vamos montar um esquema que viola cada enunciado:
Temos uma máquina térmica que invalida o enunciado de Kelvin-Planck, pois, ela realiza trabalho sem uma fonte de calor fria.
Agora temos que a máquina fornece para o refrigerador, o mesmo recebe da fonte de calor frio.
O refrigerador descarrega para , olhando para o sistema total, vamos olhar as entradas e saídas, temos:
saí de :
recebe :
Resultando em:
Temos que a máquina mais o refrigerador juntos transferem da fonte fria para fonte quente e isso tudo ocorre sem trabalho, portanto, violando a lei de Clausius.
O sistema opera em um ciclo que viola o enunciado de Kelvin – Planck e isso implica na violação do enunciado de Clausius, devido o sistema total operar sem receber efetuar trabalho.
Passo 3
Caso tu querias dar uma olhada na mesma ideia, mas, comprovada de forma ao contrário que a violação de Clausius implica na violação de Kelvin – Planck, o livro fez essa análise na página 183.
Resposta
Análise no passo 2