Segunda Lei da Termodinâmica Aplicada a Volumes de Controle
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Segunda Lei da Termodinâmica Aplicada a Volumes de Controle Apresentamos a segunda lei da termodinâmica e a propriedade termodinâmica entropia nos dois capítulos anteriores. Neste capítulo, desenvolveremos a forma da segunda lei da termodinâmica adequada para a análise de fenômenos com volumes de controle. Para isso, usaremos um procedimento similar àquele utilizado para obter a primeira lei adequada para a análise de processos em volumes de controle. Discutiremos, também, várias definições de rendimentos termodinâmicos de processos.
7.1 A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA PARA UM VOLUME DE CONTROLE O passo inicial do desenvolvimento da equação da segunda lei da termodinâmica adequada para as análises de fenômenos com volumes de controle é a equação da taxa de variação de entropia para sistemas, Equação 6.41, dSsis
dt
=∑
Q T
+ S ger
(7.1)
Observe que agora é necessário levar em consideração as contribuições dos fluxos de massa que atravessam a fronteira do volume de controle. A Figura 7.1 mostra um exemplo muito simples desse tipo de situação. A única contribuição dos fluxos de massa que cruzam a fronteira do volume de controle para a taxa de variação da entropia do volume de controle é o transporte de certa quantidade de entropia por unidade de tempo. A taxa de geração de entropia nos escoamentos normalmente não é nula, mas ocorre fora do volume de controle, ou dentro dele. Levando em consideração esse fato, podemos estabelecer a equação do balanço de entropia em um volume de controle. Esse balanço estabelece que a taxa de variação total de entropia no volume de controle é igual à soma da taxa
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