Máquina de carnot

O Ciclo de Carnot (Máquina de Carnot)

Não existem gases ideais na natureza, porém para o estudo dos gases tornar-se de mais fácil compreensão, muitas vezes consideramos hipoteticamente sua existência. Da mesma forma, para o estudo de máquinas térmicas podemos tentar considerar uma máquina térmica ideal.
A máquina de Carnot, idealizada pelo cientista francês Nicolas Léonard Sadi Carnot em 1824 pode-se ser considerada uma espécie de máquina térmica ideal, pois de todas as máquinas térmicas, ela é a que utiliza o calor de maneira mais eficiente para geração de trabalho.
N.L Sadi Carnot - Réflexions sur la Puissance Motrice du Feu (Reflexões sobre a potência motriz do fogo) - 1824

A Figura 1 ilustra o funcionamento de uma máquina de Carnot. Em cada um de seus ciclos a substância de trabalho absorve uma quantidade de calor |Q₁|, de uma fonte de calor a uma temperatura T₁ e fornece uma quantidade de calor |Q₂| a uma segunda fonte de calor a uma temperatura mais baixa T₂. Figura 1

Já a Figura 2, mostra um diagrama p-V do ciclo de Carnot, que como é indicado na figura, é percorrido no sentido horário.
Figura 2

Para a máquina térmica demonstrada na Figura 1, supõe-se que as transferências de calor para a substância de trabalho ou para a fonte de calor ocorrem apenas durante os processos isotérmicos ab e cd da Figura 2. Deste modo os processos bc e da, que correspondem às temperaturas T₁ e T₂ devem ser processos adiabáticos (reversíveis), ou seja, processos nos quais nenhuma energia é transferida na forma de calor.

Processo ab - isotérmica à temperatura T₁ - Trabalho positivo
Processo bc – adiabática à temperatura T₁.
Processo cd - isotérmica à temperatura T₂. Processo da – adiabática à temperatura T₂ - Trabalho negativo As variações de entropia em um ciclo de Carnot podem ser ilustrados pelo diagrama temperatura-entropia (Figura 3), que consta de duas retas horizontais correspondentes aos processos