Ciclo de Carnot

Ciclo de Carnot
Objeto de aprendizagem: Segunda Lei da Termodinâmica
NOA - UFPB

Nicolas Leonard Sadi Carnot (1796 – 1832), foi um físico e engenheiro francês que iniciou o estudo das máquinas térmicas e desenvolveu uma teoria que consegue explicar o seu funcionamento bem como tirar um proveito máximo desta. Aos 28 anos publicou um único, mas brilhante trabalho, intitulado de Reflexões Sobre a Potência Motriz do Fogo. Ele se interessou por esses estudos, pois acreditava que a Inglaterra era tão poderosa devido a utilização das máquinas a vapor, como mostra essa citação do Carnot: “Retirar hoje da Inglaterra as suas máquinas a vapor seria retira-lhe ao mesmo tempo o carvão e o ferro. Secariam todas as suas fontes de riqueza.” Dizia também que seu uso provocaria uma grande revolução no mundo civilizado. Apesar da enorme importância das máquinas térmicas, sua teoria era pouco conhecida na época, daí percebe-se o seu profundo interesse em descobrir como essas máquinas funcionam e como atingir o melhor rendimento.
A Segunda Lei da Termodinâmica define a impossibilidade de uma máquina térmica operando em ciclos, transformar toda a energia recebida da fonte quente em trabalho mecânico. Desta forma, torna-se evidente que não é possível construir uma máquina térmica com eficiência de 100%. A questão é em quais condições se pode obter a eficiência máxima destas máquinas?
Do ponto de vista da Termodinâmica, processos realizados nas máquinas reais são irreversíveis.
Onde parte da energia disponível para realizar trabalho é dissipada sob a forma de calor cedido a fonte fria. Jamais sendo reaproveitado na forma de energia para esta máquina realizar trabalho. Uma maneira de maximizar a conversão de energia em trabalho é evitar todo processo irreversível. Este raciocínio é suficiente para entendermos o ciclo idealizado por Carnot, que impõe um limite superior para o rendimento de qualquer máquina térmica.
Pensando nisso, Carnot desenvolve um modelo hipotético,