Ciclos termodinamicos

Ciclo de Carnot

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 ciclo de Carnot é constituído de duas transformações isotérmicas: uma para a temperatura T1 da fonte quente onde ocorre o processo de expansão e a outra temperatura T2 referente à fonte fria onde ocorre o processo de compressão. Cada uma dessas transformações é intercalada com duas transformações adiabáticas.

Assim temos que os processos são: * Expansão isotérmica AB onde o gás retira energia térmica da fonte quente; * Expansão adiabática BC onde o gás não troca calor; * Compressão isotérmica CD onde o gás rejeita energia térmica para a fonte fria; * Compressão adiabática DA onde o gás não troca calor.

As máquinas térmicas que utilizam esse tipo de ciclo são consideradas máquinas térmicas ideais. Isso acontece porque seu rendimento é o maior dentre as demais máquinas e chega próximo a 100%. O teorema de Carnot divide-se em duas partes:

1. A máquina de Carnot (todas aquelas que operam segundo o ciclo de Carnot) tem rendimento maior que qualquer outro tipo de máquina, operando entre as mesmas fontes (mesmas temperaturas); 2. Todas as máquinas de Carnot tem o mesmo rendimento, desde que operem com as mesmas fontes (mesmas temperaturas).

Numa máquina de Carnot, a quantidade de calor que é fornecida pela fonte de aquecimento e a quantidade cedida à fonte de resfriamento são proporcionais às suas temperaturas absolutas, assim:

Assim, o rendimento de uma máquina de Carnot é: e Logo:

Sendo:
= temperatura absoluta da fonte de resfriamento
= temperatura absoluta da fonte de aquecimento Com isto se conclui que para que haja 100% de rendimento, todo o calor