24º - Física

29/07/14 

O ciclo de Carnot

     Nicolas Léonard Sadi Carnot, físico e engenheiro propôs, em 1824, a existência de uma máquina ideal, que obedecendo a um ciclo termodinâmico oferece o melhor rendimento.

Transf.	Tipo de Tranf.	T	ΔU	Q
A -> B	Exp. Isotérmica	+	0	+
B -> C	Exp. Adiabática	+	-	0
C -> D	Comp. Isotérmica	-	0	-
D -> A	Comp. Adiabática	-	+	0
A -> A	Cíclica	+	0	+

        1º Postulado de Carnot: Nenhuma maquina operando em ciclos entre dois reservatórios com temperaturas fixas; pode ter maior rendimento que a máquina ideal de Carnot.

        2º Postulado de Carnot: Ao operar entre duas temperaturas a máquina de Carnot tem o mesmo recebimento, qualquer que seja o fluido operante.

Relação de Carnot

Q_RET=Q_REJ

T_QUE  T_FRI

N_C=(1-T_fria)x100

       (   T_que)

Exercícios

1)      Uma máquina térmica de Carnot é operada entre duas fontes de calor nas temperaturas 300K e 200K. Se, em cada ciclo, o motor recebe 1200 calorias da fonte quente, determine: (Considere 1cal=4J.). 

a)      O calor rejeitado para a fonte fria, em joules.

Q_RET=Q_REJ 4800=Q_REJ Q_REJ=4800x2 Q=3200J

 T_Q        T_F     300   200                3 

b)      O trabalho, em joules.

T=Q_RET-Q_REJ T=4800-3200=1600J 

c)       O rendimento dessa máquina.

N_C=(1-T_fria)x100 N_C=(1-200)x100

      (   T_que)                 (   300)

                                                   N_C=(1-0,6)x10

                                                   N_C=0,3x100

                                                   N_C=33,3%

 

T_QUENTE=300k

T_FRIA=200K

Q_RET=1200calx4=4800J

1cal=4J

a)Q_REJ=?

b)T=?

c)N_C=?