{"id":65408,"date":"2016-07-18T19:07:58","date_gmt":"2016-07-18T19:07:58","guid":{"rendered":"http:\/\/cms.portalsaofrancisco.com.br\/?p=65408"},"modified":"2016-07-19T12:45:09","modified_gmt":"2016-07-19T12:45:09","slug":"maquinas-de-carnot","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/maquinas-de-carnot","title":{"rendered":"M\u00e1quinas de Carnot"},"content":{"rendered":"\n

At\u00e9 meados do s\u00e9culo XIX, acreditava-se ser poss\u00edvel a constru\u00e7\u00e3o de uma m\u00e1quina t\u00e9rmica ideal, que seria capaz de transformar toda a energia fornecida em trabalho, obtendo um rendimento total (100%).<\/p>\n

Para demonstrar que n\u00e3o seria poss\u00edvel, o engenheiro franc\u00eas Nicolas Carnot (1796-1832) prop\u00f4s uma m\u00e1quina t\u00e9rmica te\u00f3rica que se comportava como uma m\u00e1quina de rendimento total, estabelecendo um ciclo de rendimento m\u00e1ximo, que mais tarde passou a ser chamado Ciclo de Carnot.<\/p>\n

Este ciclo seria composto de quatro processos, independente da subst\u00e2ncia:<\/strong><\/p>\n

\"M\u00e1quinas<\/strong><\/p>\n

Uma expans\u00e3o isot\u00e9rmica revers\u00edvel. O sistema recebe uma quantidade de calor da fonte de aquecimento (L-M)<\/p>\n

Uma expans\u00e3o adiab\u00e1tica revers\u00edvel. O sistema n\u00e3o troca calor com as fontes t\u00e9rmicas (M-N)<\/p>\n

Uma compress\u00e3o isot\u00e9rmica revers\u00edvel. O sistema cede calor para a fonte de resfriamento (N-O)<\/p>\n

Uma compress\u00e3o adiab\u00e1tica revers\u00edvel. O sistema n\u00e3o troca calor com as fontes t\u00e9rmicas (O-L)<\/p>\n

Numa m\u00e1quina de Carnot, a quantidade de calor que \u00e9 fornecida pela fonte de aquecimento e a quantidade cedida \u00e0 fonte de resfriamento s\u00e3o proporcionais \u00e0s suas temperaturas absolutas, assim:<\/strong><\/p>\n

\"M\u00e1quinas<\/p>\n

Assim, o rendimento de uma m\u00e1quina de Carnot \u00e9:<\/strong><\/p>\n

\"M\u00e1quinas<\/strong><\/p>\n

Logo:<\/strong><\/p>\n

\"M\u00e1quinas<\/strong><\/p>\n

Sendo:<\/strong><\/p>\n

\"M\u00e1quinas= temperatura absoluta da fonte de resfriamento<\/p>\n

\"M\u00e1quinas= temperatura absoluta da fonte de aquecimento<\/p>\n

Com isto se conclui que para que haja 100% de rendimento, todo o calor vindo da fonte de aquecimento dever\u00e1 ser transformado em trabalho, pois a temperatura absoluta da fonte de resfriamento dever\u00e1 ser 0K.<\/p>\n

Partindo da\u00ed conclui-se que o zero absoluto n\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel para um sistema f\u00edsico.<\/p>\n

Fonte: www.sofisica.com.br<\/p>\n

M\u00e1quinas de Carnot<\/h6>\n

\n

Esse ciclo foi inicialmente proposto pelo f\u00edsico e engenheiro militar Nicolas L\u00e9onard Sadi Carnot no ano de 1824. Ele pode ser representado por uma seq\u00fc\u00eancia de transforma\u00e7\u00f5es gasosas onde uma m\u00e1quina t\u00e9rmica tem o seu rendimento m\u00e1ximo operando em ciclos, diante de duas fontes t\u00e9rmicas. Carnot mostrou que quanto maior a temperatura da fonte quente, maior seria seu rendimento para uma subst\u00e2ncia que se comportasse como um g\u00e1s ideal.<\/p>\n

O Ciclo de Carnot<\/strong> \u00e9 constitu\u00eddo de duas transforma\u00e7\u00f5es isot\u00e9rmicas: uma para a temperatura T1 da fonte quente onde ocorre o processo de expans\u00e3o e a outra temperatura T2 referente a fonte fria onde ocorre o processo de compress\u00e3o. Cada uma dessas transforma\u00e7\u00f5es \u00e9 intercalada com duas transforma\u00e7\u00f5es adiab\u00e1ticas. <\/p>\n

\"M\u00e1quinas<\/p>\n

Assim temos que os processos s\u00e3o:<\/strong><\/p>\n

Expans\u00e3o isot\u00e9rmica AB onde o g\u00e1s retira energia t\u00e9rmica da fonte quente;<\/p>\n

Expans\u00e3o adiab\u00e1tica BC onde o g\u00e1s n\u00e3o troca calor;<\/p>\n

Compress\u00e3o isot\u00e9rmica CD onde o g\u00e1s rejeita energia t\u00e9rmica para a fonte fria;<\/p>\n

Compress\u00e3o adiab\u00e1tica DA onde o g\u00e1s n\u00e3o troca calor.<\/p>\n

As m\u00e1quinas t\u00e9rmicas que utilizam esse tipo de ciclo s\u00e3o consideradas m\u00e1quinas t\u00e9rmicas ideais. Isso acontece porque seu rendimento \u00e9 o maior dentre as demais m\u00e1quinas e chega pr\u00f3ximo a 100%.<\/p>\n

O teorema de Carnot divide-se em duas partes:<\/strong><\/p>\n

a m\u00e1quina de Carnot (todas aquelas que operam segundo o ciclo de Carnot) tem rendimento maior que qualquer outro tipo de m\u00e1quina, operando entre as mesmas fontes (mesmas temperaturas);<\/p>\n

todas as m\u00e1quinas de Carnot tem o mesmo rendimento, desde que operem com as mesmas fontes (mesmas temperaturas).<\/p>\n

Em particular a este ciclo foi demonstrado que as quantidades de calor trocadas com as fontes s\u00e3o proporcionais \u00e0s respectivas temperaturas absolutas:<\/strong><\/p>\n

\"M\u00e1quinas<\/p>\n

onde: <\/strong><\/p>\n

T1 –<\/strong> Temperatura da fonte quente (K);
\nT2 –<\/strong> Temperatura da fonte fria (K);
\nQ1<\/strong> – Energia t\u00e9rmica recebida da fonte quente (J);
\nQ2 <\/strong>– Energia t\u00e9rmica recebida da fonte fria (J).<\/p>\n

Como, para uma m\u00e1quina t\u00e9rmica o rendimento \u00e9 dado por:<\/strong><\/p>\n

\"M\u00e1quinas<\/strong><\/p>\n

E para uma m\u00e1quina t\u00e9rmica que opera segundo o ciclo de Carnot temos que:<\/strong><\/p>\n

\"M\u00e1quinas<\/strong><\/p>\n

Fonte: www.if.ufrgs.br<\/p>\n

M\u00e1quinas de Carnot<\/h6>\n

Embora b\u00e1sica para o progresso da termodin\u00e2mica, a obra de Carnot permaneceu ignorada por seus contempor\u00e2neos durante cerca de dez anos, quando \u00c9mile Clapeyron a divulgou no Journal de l’\u00c9cole Polytechnique (Jornal da Escola Polit\u00e9cnica).<\/p>\n

F\u00edsico franc\u00eas, Nicolas L\u00e9onard Sadi Carnot nasceu em Paris em 1\u00ba de junho de 1796, filho do matem\u00e1tico Lazare Carnot. Estudou na Escola Polit\u00e9cnica e, em 1827, assumiu o posto de capit\u00e3o de engenharia no Ex\u00e9rcito franc\u00eas. Deixou-o no ano seguinte, para dedicar-se \u00e0s pesquisas cient\u00edficas. Em 1824 publicou sua famosa tese R\u00e9flexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres \u00e0 d\u00e9velopper cette puissance (Reflex\u00f5es sobre a pot\u00eancia motriz do fogo e sobre as m\u00e1quinas apropriadas ao desenvolvimento dessa pot\u00eancia), na qual estabeleceu as caracter\u00edsticas ideais de uma m\u00e1quina t\u00e9rmica, que funciona num ciclo t\u00e9rmico particular, conhecido como ciclo de Carnot.<\/p>\n

A m\u00e1quina t\u00e9rmica de Carnot \u00e9 composta de uma fonte de calor, mantida \u00e0 temperatura constante T1, destinada a fornecer as calorias de que o motor necessita para seu trabalho; de uma fonte de frio, tamb\u00e9m \u00e0 temperatura constante T2 (T2 < T1), cuja fun\u00e7\u00e3o \u00e9 retirar da m\u00e1quina as calorias remanescentes de cada ciclo que n\u00e3o foram transformadas em trabalho; e do fluido, colocado no interior de um cilindro, que se comprime e se distende, impulsionando um \u00eambolo. O ciclo de Carnot, que \u00e9 revers\u00edvel, desenvolve-se em quatro fases, duas isot\u00e9rmicas (primeira e terceira), a temperatura constante, e duas adiab\u00e1ticas (segunda e quarta), a press\u00e3o constante. Carnot morreu, vitimado pela c\u00f3lera, a 24 de agosto de 1832, em Paris.<\/p>\n

Fonte: www.biomania.com.br<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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