ciclo de Carnot

TERMODINÂMICA APLICADA
Engenharia Mecânica 7ª série

Ciclo de Carnot

2015

Ciclo de Carnot Até meados do século XIX, acreditava-se ser possível a construção de uma máquina térmica ideal, que seria capaz de transformar toda a energia fornecida em trabalho, obtendo um rendimento total (100%).
Para demonstrar que não seria possível, o engenheiro francês Nicolas Carnot
(1796-1832) propôs uma máquina térmica teórica que se comportava como uma máquina de rendimento total, estabelecendo um ciclo de rendimento máximo, que mais tarde passou a ser chamado Ciclo de Carnot.
Engenho funciona com um gás ideal, que está contido num cilindro onde numa das suas extremidades se encontra um pistão (êmbolo móvel). Tanto o cilindro como o pistão não são condutores térmicos.

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A máquina imaginada funcionaria segundo um ciclo de Carnot, que consiste na alternância de duas transformações isotérmicas com duas adiabáticas (não ocorre transferência de energia sob a forma de calor).

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Processo de A para B: corresponde a uma expansão isotérmica à temperatura T1. O gás é posto em contacto térmico, através da base do cilindro, com uma fonte de energia sob a forma de calor à temperaturaT1. Durante a expansão do volume VA para o volume VB, o gás recebe energia, |Qq|, e realiza trabalho, WAB, para empurrar o pistão, aumentando, desta forma, o volume dentro do cilindro.

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Processo de B para C: a base do cilindro é substituída por uma parede não condutora e o gás expande de forma adiabática, isto é, não entra nem sai do sistema energia sob a forma de calor. Durante a expansão, a temperatura do gás diminui de T1 para T2 e o gás realiza trabalho, WBC, ao empurrar o pistão.

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Processo de C para D: o gás é posto em contacto térmico, através da base do cilindro, com uma fonte de energia sob a forma de calor à temperatura T2 e é comprimido isotermicamente. O pistão move-se de forma a diminuir a área dentro do cilindro, realizando trabalho, WCD,sob o gás que é comprimido até