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Termodinâmica.
Transformação de energia

O que é um ciclo termodinâmico? tipos e exemplos

O que é um ciclo termodinâmico? tipos e exemplos

O circuito de transformações termodinâmicas realizadas em um ou mais dispositivos ou máquinas térmicas é chamado de ciclo termodinâmico. O objetivo dessas transformações é obter trabalho de duas fontes de calor em temperaturas diferentes, ou inversamente, para produzir, através da contribuição do trabalho, a passagem de calor da fonte de temperatura mais baixa para a de temperatura mais alta.

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A obtenção de trabalho de duas fontes de calor em diferentes temperaturas é usada para produzir movimento. Por exemplo, o acionamento de turbinas para geração de energia elétrica.

Em um ciclo termodinâmico reverso, procure o oposto do ciclo termodinâmico de obtenção de trabalho. O trabalho externo é adicionado ao ciclo para fazer com que a transferência de calor ocorra da fonte mais fria para a fonte mais quente, ao contrário de como tenderia a acontecer naturalmente. Este arranjo é usado em máquinas de ar condicionado e refrigeração.

Rendimento de um ciclo termodinâmico

O desempenho é definido como o trabalho obtido dividido pelo calor liberado no processo termodinâmico, no mesmo tempo de ciclo completo se o processo for contínuo. Este parâmetro é diferente de acordo com os vários tipos de ciclos termodinâmicos existentes, mas é limitado pelo fator ou eficiência de Carnot.

A eficiência é o principal parâmetro que caracteriza um ciclo termodinâmico. 

Exemplos de ciclos termodinâmicos

Existem muitos tipos de ciclos termodinâmicos. Aqui estão alguns dos exemplos proeminentes:

1. Ciclo de Carnot

O ciclo de Carnot é um ciclo teórico projetado para comparar a eficiência térmica de motores térmicos. É um ciclo reversível realizado por uma "máquina de Carnot" conectada a duas fontes de temperatura diferentes. Utiliza um gás ideal como agente de trabalho através de cujas transformações se obtém trabalho mecânico.

2. Ciclo Rankine Orgânico

O Ciclo Orgânico Rankine é um modelo preditivo da operação de um sistema de turbina a vapor. Este modelo usa um fluido orgânico de alto peso molecular com uma mudança de fase de líquido para vapor, ou ponto de ebulição, que ocorre a uma temperatura mais baixa do que a mudança de fase água para vapor.

3. Ciclo Diesel

O ciclo diesel é um dos ciclos mais utilizados nos motores térmicos de automóveis.

Neste tipo de motor o movimento é produzido pela auto-ignição do combustível devido às altas temperaturas causadas pela compressão do combustível.

Durante o ciclo do diesel, ocorrem quatro processos: dois processos isentrópicos alternados com um processo isocórico e um processo isobárico.

4. Ciclo Stirling

O ciclo Stirling é um ciclo termodinâmico que expressa os motores do princípio Stirling

O ciclo Stirling é considerado um ciclo reversível, o que significa que, se energia mecânica for adicionada ao ciclo, ele atuará como uma bomba de calor para aquecimento ou resfriamento e até resfriamento profundo ou extremo.

É também um ciclo fechado em que o fluido que flui dentro dele nunca sai do ciclo.

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Data de publicação: 17 de junho de 2019
Última revisão: 22 de janeiro de 2022