Ciclo de Carnot: entenda!
Uma das maiores dúvidas que os vestibulandos apresentam quando estudam Física se relaciona com o Ciclo de Carnot. Afinal, você sabe o que ele é e como funciona? Neste artigo, explicamos as melhores informações sobre esse mecanismo para você. Confira!
O que é Ciclo de Carnot?
Criado pelo engenheiro Sadi Carnot, o Ciclo de Carnot nada mais é do que uma máquina térmica-teórica que apresenta um ciclo de rendimento máximo para transformações termodinâmicas de um gás. Assim, ele ocorre por meio de duas reações isotérmicas associadas a duas transformações adiabáticas, isto é, sem troca de calor com o meio.
Dessa maneira, existem diversas etapas para que o Ciclo esteja completo e se torne funcional, como:
- há uma transformação isotérmica do gás, que se expande e retém a quantidade de calor da fonte presente no ambiente;
- em seguira, ele sofre uma reação adiabática e a sua temperatura cai;
- assim, ocorre a compressão isotérmica do gás para que ele libere calor à fonte fria presente no meio;
- por fim, ocorre a compressão adiabática e o gás retorna à condição inicial.
Teorema de Carnot
Para que o Ciclo de Carnot tenha uma boa funcionalidade, é necessário existir um teorema que guie sua ação. Portanto, Sadi apresentou a hipótese de que não existe uma máquina térmica que desempenhe suas atividades entre duas fontes com temperaturas T1 e T2 que apresente um rendimento superior à máquina de Carnot, desde que essa opere entre as mesmas fontes de calor.
Ciclo de Carnot: fórmula
Muitos estudantes se questionam sobre a existência de uma fórmula para regular a atividade do Ciclo de Carnot. Se você acha que ela existe, está coberto de razão! Isso porque ela é fundamental para calcular o rendimento da máquina por meio da temperatura. Observe:
R= 1 – T2 / T1, sendo que R é o rendimento, T1 é a temperatura da fonte quente e T2 é a temperatura da fonte fria.
Exercícios sobre Ciclo de Carnot
Para fortalecer seu conhecimento, separamos um exercício do Enem 2016 sobre o Ciclo de Carnot. Confira:
Até 1824 acreditava-se que as máquinas térmicas, cujos exemplos são as máquinas a vapor e os atuais motores a combustão, poderiam ter um funcionamento ideal. Sadi Carnot demonstrou a impossibilidade de uma máquina térmica, funcionando em ciclos entre duas fontes térmicas (uma quente e outra fria), obter 100% de rendimento. Tal limitação ocorre porque essas máquinas:
a) realizam trabalho mecânico.
b) produzem aumento da entropia.
c) utilizam transformações adiabáticas.
d) contrariam a lei da conservação de energia.
e) funcionam com temperatura igual à da fonte quente.
Resposta: b.
Você percebe como estudar sobre o Ciclo de Carnot é importante para ter um bom desempenho nas provas? Então, aproveite para aprimorar a sua rotina de estudos com o nosso plano de estudos e monte um planejamento eficiente para potencializar sua nota nos vestibulares!