Ciclo de carnot

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Ciclo de Carnot é o ciclo executado pela máquina de Carnot, idealizada pelo engenheiro francês Carnot e que tem funcionamento apenas teórico (ainda não foi possível criar uma Máquina de Carnot).
Funcionando entre duas transformações isotérmicas e duas adiabáticas alternadamente, permite menor perda de energia (Calor) para o meio externo (fonte fria).
O rendimento da Máquina de Carnot é o máximoque uma máquina térmica trabalhando entre dadas temperaturas da fonte quente e da fonte fria pode ter (Mas o rendimento nunca chega a 100%).
[editar] Teoria
Temos que o rendimento da máquina em percentagem é igual a:

Onde:
= Temperatura da fonte fria(em Kelvin)
= Temperatura da fonte quente (em Kelvin)
A utilidade da Máquina de Carnot é descobrir se uma máquina térmica tem bom rendimento,para assim ver se seu custo é viável para a indústria.
A possibilidade de interconversão entre calor e trabalho possui restrições para as máquinas térmicas. O Segundo Princípio da Termodinâmica, elaborado em 1824 por Sadi Carnot, é enunciado da seguinte forma:
" Para haver conversão contínua de calor em trabalho, um sistema deve realizar ciclos entre fontes quentes e frias, continuamente. Emcada ciclo, é retirada uma certa quantidade de calor da fonte quente (energia útil), que é parcialmente convertida em trabalho, sendo o restante rejeitado para a fonte fria (energia dissipada)"
Na Fig. 1 mostraremos a energia e a temperatura em e respectivamente, que durante cada ciclo do motor, a substância de trabalho absorve a energia sob a forma de calor de um reservatório térmico mantido atemperatura constante e libera a energia sob a forma de calor para um segundo reservatório térmico mantido a uma temperatura inferior, também constante .

FIG. 1 Calor convertido em trabalho
Exemplo: Em uma locomotiva a vapor, a caldeira representa a fonte quente, de onde é retirada uma certa quantidade de calor. Parte dessa energia térmica, denominada energia útil, é convertida em trabalhomecânico. A outra parte dessa energia, chamada energia dissipada, é jogada para a atmosfera, que, nesse caso, possui o papel de fonte fria.
O rendimento de uma máquina térmica é dado pelo quociente do trabalho pela energia útil, onde o trabalho é definido pela diferença entre a energia útil e a energia dissipada. A equação do rendimento pode ser reescrita como a diferença entre a unidade e o quocienteda energia dissipada pela energia útil.
Rendimento da Maquina ()

Rendimento da Maquina em % ()

Trabalho ()

onde:
é o rendimento;
é a energia útil;
é o trabalho;
é a energia dissipada;
O Ciclo de Carnot demonstra que o maior rendimento possível para uma máquina térmica é o de uma máquina que realizasse um ciclo de duas transformações adiabáticas e duas transformações isotérmicas,alternadas entre si, de acordo com o esquema:
1)processo isotérmico reversível, no qual o calor é transferido do, ou para o reservatório de alta temperatura;
2)processo adiabático reversível, no qual a temperatura do fluido de trabalho de um reservatório a alta temperatura diminui até o outro;
3)processo isotérmico reversível, cujo calor é transferido do, ou para o reservatório de menortemperatura;
4)processo adiabático reversível, em que a temperatura do fluido de trabalho vai aumentando desde o reservatório (a baixa temperatura) até o outro

FIG. 2 Diagrama Pressão x Volume para o Ciclo de Carnot
A fig. 2 mostra um diagrama p-V (pressão e Volume) do ciclo de Carnot. Como indicado pelas setas, o ciclo é percorrido no sentido horário. Imaginemos que a substancia de trabalho e um gás,confinado em um cilindro isolado com um pistão pesado móvel. O cilindro pode ser colocado à vontade sobre qualquer um dos dois reservatórios térmicos, como na fig. 3, ou seja, uma placa isolante. A Fig. 2 mostra que, se colocarmos o cilindro em contato com o reservatório em alta temperatura com temperatura Ta, o calor |Qa| se transfere para a substância de trabalho partindo deste reservatório...
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