Av3 - MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO MUNDO FÍSICO-QUÍMICO

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Av3 - MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO 
MUNDO FÍSICO-QUÍMICO 
TEXTO 1 
“No século XVIII o homem descobriu como obter trabalho a partir de um fluxo de calor. 
A máquina a vapor foi inventada; queimava-se carvão e madeira, e o calor liberado pela 
queima transformava água em vapor, que então produzia trabalho. A máquina a vapor 
bombeava água das minas, motorizava os trens, tocava as fábricas, movimentava navios, 
transportava cargas… enfim, o necessário para o mundo industrial moderno. Hoje 
estamos nos primeiros estágios da Revolução da Informação e lutamos com nossos 
computadores pessoais, fax e por aí vai… Naquela época lutava-se da mesma forma para 
domar o calor e transformá-lo em trabalho e, desse modo, estabeleceram-se os 
fundamentos necessários para a Revolução Industrial do século XIX”. 
LEVENSPIEL, O. Termodinâmica amistosa para engenheiros. São Paulo: Edgar Blücher, 2002. p. 190. 
 
TEXTO 2 
“O primeiro princípio da termodinâmica teve sua origem no estudo das máquinas 
térmicas, mas logo se reconheceu que possui aplicabilidade geral, seja em sistemas 
químicos usuais seja em máquinas ou processos ou, mesmo, seres vivos. Qualquer sistema 
deve obedecer às restrições impostas pelo primeiro princípio da termodinâmica, o qual 
diz respeito à conservação de energia. A energia em um sistema pode ser interconvertida 
de uma forma para outra, mas a quantidade total de energia do universo, isto é, sistema 
mais meio externo, conserva-se. Se considerarmos sistemas isolados, a energia do sistema 
irá se conservar, uma vez que, não havendo troca energética, não pode haver variação na 
energia do meio externo ou sistema”. 
NETZ, P. A.; ORTEGA, G. G. Fundamentos de físico-química: uma abordagem conceitual para as ciências farmacêuticas. 
Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 44. 
 
TEXTO 3 
“A segunda lei da termodinâmica diz respeito aos critérios de espontaneidade e de 
irreversibilidade das transformações naturais, ou seja, quais os critérios que nos permitem 
dizer se uma dada transformação vai ocorrer ou não. A segunda lei diz-nos, 
essencialmente, que trabalho e calor não possuem a mesma natureza, embora ambos 
sejam formas (manifestações) de energia. Calor é, por assim dizer, uma forma de energia 
“degradada” e espontaneidade dos processos está ligada a essa degradação, ou seja, à 
tendência que tanto matéria quanto energia têm de se dispersarem caoticamente. A 
degradação, a dispersão e o caos cumprem um papel fundamental no segundo princípio”. 
NETZ, P. A.; ORTEGA, G. G. Fundamentos de físico-química: uma abordagem conceitual para as ciências farmacêuticas. 
Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 63. 
TEXTO 4 
Os princípios da termodinâmica são utilizados na engenharia, juntamente com outras 
áreas do conhecimento, como a mecânica dos fluidos e a transferência de calor e massa, 
para a análise e projeto de sistemas que atendam a diversas necessidades humanas. A 
termodinâmica na engenharia, ao longo do século XX, auxiliou na abertura de caminho 
para melhorias significativas na qualidade de vida e no avanço em diversas áreas, como 
geração e transmissão de energia elétrica, transportes, sistemas de aquecimento, 
refrigeração etc. O grande desafio para o século XXI é criar tecnologias para um futuro 
sustentável, e a termodinâmica continuará tendo um papel preponderante, 
principalmente nas questões energéticas, devido ao grande aumento de demanda e ao 
declínio das fontes tradicionais de energia, especialmente os combustíveis fósseis. 
 MORAN, M. J. et al. Princípios de termodinâmica para a engenharia. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2015. 
Defina a relação entre calor e trabalho presentes nos princípios de termodinâmica 
estudados ao longo do curso e, em seguida, discuta sobre a possibilidade da construção 
de uma máquina térmica ideal, por que este tipo de máquina não é possível de ser 
produzida e quais seriam os principais empecilhos para a construção de tal máquina? 
Resposta 
 
Relação entre Calor e Trabalho na Termodinâmica: 
A termodinâmica, conforme estudada ao longo do curso de engenharia, estabelece uma 
relação crucial entre calor e trabalho. No contexto dos princípios termodinâmicos, a máquina a 
vapor do século XVIII exemplifica essa relação. Nessa máquina, o calor gerado pela queima de 
carvão e madeira era convertido em trabalho, impulsionando a Revolução Industrial. Essa 
transformação de energia, onde o calor é convertido em trabalho, é essencial para o 
entendimento dos processos termodinâmicos. 
Máquina Térmica Ideal e Impossibilidade Prática: 
A construção de uma máquina térmica ideal é baseada nos princípios da termodinâmica, 
especificamente no ciclo termodinâmico reversível. No entanto, a realização prática de uma 
máquina térmica ideal é impossível devido a diversos fatores. 
Principais Empecilhos para uma Máquina Térmica Ideal: 
Irreversibilidades: Processos termodinâmicos irreversíveis ocorrem na prática, resultando em 
perdas de eficiência. As irreversibilidades, como atrito e dissipação de calor, impedem a criação 
de um ciclo termodinâmico totalmente reversível. 
Segunda Lei da Termodinâmica: A segunda lei da termodinâmica estabelece que nenhum 
processo pode ter eficiência de 100%. Sempre haverá uma degradação de energia, tornando 
impossível a construção de uma máquina térmica ideal. 
Natureza do Calor: O calor, de acordo com a segunda lei, é uma forma de energia "degradada". 
Isso implica que parte da energia térmica não pode ser totalmente convertida em trabalho útil, 
limitando a eficiência da máquina. 
 
Entropia: A tendência natural dos sistemas para a dispersão caótica de energia, expressa pela 
entropia, contribui para a irreversibilidade dos processos termodinâmicos, dificultando a 
construção de uma máquina térmica ideal. 
Desafios para o Século XXI na Engenharia Termodinâmica: 
A aplicação prática dos princípios termodinâmicos na engenharia enfrenta desafios 
significativos. No século XXI, a busca por tecnologias sustentáveis e o declínio das fontes 
tradicionais de energia intensificam a necessidade de eficiência energética. A termodinâmica 
continua a desempenhar um papel central, mas superar os desafios da irreversibilidade e das 
limitações impostas pela segunda lei permanece crítico para o avanço tecnológico sustentável. 
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