Ciclo de Carnot

UNIVERSIDADE POSITIVO

HERMES PIRES
TIAGO GEREMIAS MARQUES
WENDELL LUCENA

CICLO DE CARNOT

CURITIBA
2014
CICLO DE CARNOT

Durante muito tempo acreditava-se ser possível ter uma máquina térmica com aproveitamento ideal, ou seja, uma máquina que transformasse toda a energia fornecida em trabalho, essa crença durou até meados do século XIX, até que no ano de 1824 o físico e engenheiro Nicolas Léonard Sadi Carnot elaborou uma nova proposta, nomeada como o Ciclo de Carnot, que vai de encontro com a 2º Lei da termodinâmica, que define a impossibilidade de uma máquina térmica que opera em ciclos, transformar toda a energia recebida em trabalho mecânico. Com o ciclo de Carnot, conseguimos saber qual é a eficiência de uma determinada máquina térmica, ou seja, quanto da energia é transformado em movimento.
Para darmos seguimento com o assunto, vamos antes relembrar o conceito de máquina térmica que é fundamental para o entendimento do nosso estudo:
No estudo da Termodinâmica (segmento da física responsável pelo estudo de grandezas como a temperatura, volume e pressão), as máquinas térmicas são sistemas com capacidade de transformar energia térmica e calor em trabalho mecânico, abaixo uma ilustração:

Como podemos notar na figura acima, o calor gerado pelo fogo transformou a água em vapor, ocasionando o trabalho no conjunto cilindro-pistão, movimento esse responsável por girar o gerador.
O ciclo de potência de Carnot é constituído por duas transformações isotérmicas (temperatura constante) e duas adiabáticas (sem troca de calor com o ambiente), conforme mostrado abaixo no conjunto cilindro-pistão:

Partindo de um estado 1, o sistema sofre uma expansão isotérmica até o estado 2, logo após uma expansão adiabática até o estado 3, seguida de uma compressão isotérmica até o estado 4 e finalmente uma compressão adiabática até o estado A, sendo este o estado inicial. Podemos ver o ciclo completo no diagrama a seguir:

Abaixo