Qual é o ciclo de carnot?

O ciclo Carnot é um ciclo termodinâmico idealizado que descreve um motor térmico perfeito. Todos os motores térmicos reais são aproximações imperfeitas da perfeição teórica incorporada pelo ciclo Carnot. No ciclo de carnot, nem toda energia térmica é convertida em trabalho mecânico, mas uma grande porção é - a maior parte permitida pela lei física.

Um motor de calor produz trabalho a partir do diferencial de temperatura de dois reservatórios. Em um motor de combustão, um reservatório é o calor criado dentro do motor (fonte ), e o outro é o ambiente externo ( pia ). O calor gerado pela fonte faz com que o gás dentro do cilindro se expanda, dirigindo um pistão que funciona. O estado termodinâmico do gás - expandindo, mas com uma temperatura constante - é chamado isotérmico .

Eventualmente, a fonte de calor é removida e o gás para de se expandir tão rapidamente. Se o calor fosse mantido continuamente, o cilindro explodiria. O gás começa a perderA temperatura à medida que atinge seu volume máximo e não funciona mais no pistão. Isso é chamado de expansão adiabática do gás. Em seguida, o pistão reverte o curso, comprimindo o gás, até que ele comece a atingir uma temperatura máxima e resistência física devido ao calor que ele contém, colocando o sistema de volta ao estado inicial. Então o ciclo começa novamente.

Existem muitos tipos diferentes de motores térmicos. Todos funcionam no gradiente familiar de temperatura entre uma fonte e uma pia. Para maximizar a eficiência dos motores térmicos, eles devem estar bem isolados. Na maioria dos motores usados ​​hoje, o gás permanece um gás ao longo do ciclo, mas nos motores a vapor, ocorre uma mudança de fase entre líquido e gás.

Em um ciclo de carnot perfeito, todas as quatro etapas acontecem muito lentamente, para minimizar a entropia ou irreversibilidade termodinâmica, criada pelo processo. Na realidade, os passos progredem qUickly, e a entropia é gerada, o que significa que o ciclo não pode continuar para sempre. As paredes do cilindro se degradam, o calor do interior do motor se perde para o ambiente externo e assim por diante. O ciclo Carnot pode ser executado ao contrário para criar uma geladeira.