Termodiâmica

O trabalho é individual e deverá ser manuscrito. Em caso de trabalhos idênticos os dois serão zerados.
1- Explique o Ciclo de Carnot, calculando sua eficiência e trocas de calor.
2- Explique o Ciclo Otto, calculando sua eficiência e demonstrando suas etapas.
3- O ciclo Stirling é semelhante ao ciclo Otto, exceto quanto a compressão e a expansão do gás correm isotermicamente e não adiabaticamente como no caso do ciclo Otto. O ciclo Stirling é usado em uma máquina de combustão externa, ou seja, a máquina na qual o gás no interior do cilindro não é usado no processo de combustão. O calor é fornecido continuamente pelo fluido combustível no exterior do cilindro, em vez de ser oriundo de uma explosão no interior do cilindro como no ciclo Otto. Por esta razão, as máquinas que funcionam com o ciclo Stirling são mais silenciosas do que as máquinas que funcionam com o ciclo Otto, uma vez que não existe válvula de admissão nem válvula de exaustão (a principal fonte de ruído do motor). Embora pequenas máquinas de Stirling possam ser usadas em diversas aplicações, o uso do ciclo Stirling em um automóvel não teve êxito porque o motor é maior, mais pesado e mais caro do que o motor convencional do automóvel. No ciclo, o fluido de trabalho realiza os seguintes processos (Figura):
(i) Compressão isotérmica à temperatura T, do estado inicial a até o estado b, com uma razão de compressão r.
(ii) Aquecimento a volume constante até o estado c com temperatura T1 .
(iii) Expansão isotérmica à temperatura T2 ; até o estado d.
(iv) Esfriamento a volume constante retornando para o estado inicial a.
Suponha que o fluido de trabalho seja n moles de um gás ideal. a- Mostre como calcular Q, W e ΔU para os processos a → b, b → c, c → d, d → a. b- Calcule a eficiência de um ciclo Stirling em termos das temperaturas T 1 E T 2 . Como ele se compara com a eficiência de um ciclo de Carnot