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!