A Segunda Lei da Termodinâmica trata da transferência de energia térmica. Isso quer dizer que ela indica as trocas de calor que têm tendência para igualar temperaturas diferentes (equilíbrio térmico), o que acontece de forma espontânea.

Seus princípios são:

  • O calor é transferido de forma espontânea do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.
  • Todo processo tem perda porque seu rendimento sempre é inferior a 100%.

É expressa pela seguinte fórmula:

Onde,

η: rendimento
QA: calor fornecido por aquecimento
QB: calor não transformado em trabalho

Essa lei se estabeleceu a partir dos estudos de Sadi Carnot (1796-1832). Incentivado pela Revolução Industrial, o físico francês estudava a possibilidade de aumentar a eficiência das máquinas.

Analisando as máquinas térmicas, Carnot descobriu que elas eram mais eficientes quando havia transferência de calor da temperatura mais alta para a temperatura mais baixa. Isso acontece sempre nessa ordem, afinal a transferência de energia térmica é um processo irreversível.

Isso quer dizer que o trabalho depende da transferência de energia térmica, lembrando que não é possível transformar todo calor em trabalho.

Foi com base nas ideias de Carnot, que Clausius e Kelvin basearam seus estudos sobre a Termodinâmica.

A Segunda Lei da Termodinâmica está relacionada com o conceito de entropia. Ela completa a Primeira Lei da Termodinâmica, a qual se fundamenta no princípio da conservação de energia.

Ciclo de Carnot

Para que a energia não esteja sempre a aumentar (imaginemos no caso de uma máquina), é preciso que em determinado momento ela volte ao seu estado inicial e reinicie o processo. O processo é, assim, cíclico.

Enquanto uma parte funciona em temperaturas mais elevadas, a outra parte funciona em temperaturas mais reduzidas. Isso é possível de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica.

O ciclo, em sentido horário, absorve calor. É o caso dos motores. O ciclo, em sentido anti-horário, perde calor. É o caso dos refrigeradores.