Você já deve saber que máquinas
térmicas nunca atingem um rendimento de 100%, pois parte da energia fornecida é
desperdiçada. Entusiasta do assunto, o físico Nicolas Carnot nos
forneceu um esquema de como seria o ciclo de máquinas que teriam total
rendimento, que também ficou conhecido como máquina térmica perfeita ou máquina
de Carnot. Este assunto faz parte dos conteúdos de física no Enem e será estudado a
seguir.
Abaixo está representado o gráfico do
ciclo de Carnot de Pressão x Volume. Repare que as isotermas são
representadas pelas linhas vermelha e azul, enquanto as linhas pretas
correspondem as adiabáticas (Processo térmico em que nenhum calor é adicionado
ou removido do sistema).
Esse gráfico é interpretado da seguinte
forma:
- Do ponto A para o ponto B o gás sofre uma expansão isotérmica quando recebe o calor da fonte quente.
- Do ponto B para o ponto C o gás sofre uma expansão adiabática e sua temperatura é reduzida para Tf (temperatura fria).
- Do ponto C para o ponto D o gás sofre uma compressão quando cede o calor para a fonte fria.
- Do ponto D para o ponto A o gás sofre uma compressão adiabática e retorna para a situação em que se encontrava no início do ciclo, elevando a temperatura para Tq (temperatura quente).
Dessa forma chegamos que o rendimento
de uma máquina de Carnot pode ser dado por:
Se o gráfico for percorrido no sentido
contrário temos o ciclo conhecido como refrigerador de Carnot, que
trabalha com máxima eficiência. Essa eficiência é dada por:
Posted: 15 Jun 2016 12:04 PM PDT
Nenhum comentário:
Postar um comentário