O que é o ciclo de calor de Carnot?
O ciclo de calor de Carnot, mais adequadamente chamado de ciclo de carnot, é um ciclo termodinâmico idealizado que é usado para determinar a eficiência máxima possível para um motor de calor operando entre duas temperaturas. É usado para fins teóricos, mas não pode realmente operar em sistemas físicos. Embora, em teoria, um motor possa ser construído operando próximo da eficiência máxima, a transferência de calor no ciclo é muito lenta para que ele seja um sistema prático. O principal valor do ciclo Carnot está no estabelecimento da eficiência máxima para outros tipos de motores térmicos. Um processo reversível é aquele que pode ser retornado ao seu estado original sem perda de energia. entropia é a quantidade de energia em um sistema que não está disponível para fazer o trabalho. De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, a quantidade de entropia em um sistema deve aumentar ou permanecer a mesma quando ocorre um processo. Nenhuma dessas suposições pode ser cumprida em condições naturais, mas é útil para determinar a eficiência máxima.
Quatro processos se repetem em um ciclo de calor de Carnot. O primeiro é uma expansão isotérmica . 'Isotérmica' significa que a temperatura permanece a mesma durante todo o processo. Aumentos de volume e pressão diminuem durante isso, e a energia é adicionada ao sistema.
O próximo processo conhecido como uma expansão adiabática . Nos processos adiabáticos, nenhum calor é ganho ou perdido pelo sistema. Alterações na temperatura ocorrem devido a alterações na pressão e volume. Para esta etapa em particular, a pressão diminui e o volume aumenta, a fim de diminuir a temperatura.
Terceiro é uma compressão isotérmica . Aumentos de pressão e volume diminuem durante este PROCESS e energia são removidas do sistema. Finalmente, uma compressão adiabática é realizada para devolver o sistema ao seu estado original. A pressão é aumentada e o volume diminui para aumentar a temperatura.
Devido à suposição de que não há alteração na entropia durante o ciclo Carnot, ela pode ser executada sem parar e manter a mesma quantidade de energia toda vez que retornasse ao seu estado original. Ainda existe alguma entropia mesmo neste sistema idealizado, no entanto, o que significa que não pode ser 100% eficiente. A eficiência real de um ciclo de calor de Carnot pode ser calculada usando suas temperaturas máximas e mínimas, na escala de temperatura absoluta ou Kelvin (K). Nesta equação, a temperatura mínima é subtraída do máximo, e esse número é então dividido pela temperatura máxima.