Exemplo-35

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3. Ciclos Termodinâmicos 
Um ciclo termodinâmico é um conjunto de processos que um sistema realiza para transformar 
calor em trabalho, ou vice-versa, durante uma sequência de mudanças de estado. Durante um 
ciclo termodinâmico, o sistema retorna ao seu estado inicial, o que significa que a energia 
interna do sistema não muda. Esse conceito é essencial para a compreensão de como as 
máquinas térmicas, como motores a combustão e usinas térmicas, funcionam. 
Os ciclos termodinâmicos podem ser classificados de acordo com o tipo de processo que 
ocorre (adiabático, isotérmico, isobárico, etc.) e a forma como o trabalho é realizado. Os ciclos 
mais importantes em termodinâmica são o ciclo de Carnot, o ciclo Otto, o ciclo Rankine e o 
ciclo Diesel. Cada um desses ciclos tem características únicas que determinam a eficiência com 
que um sistema converte calor em trabalho. 
O Ciclo de Carnot é um ciclo termodinâmico ideal que define a máxima eficiência possível 
para qualquer máquina térmica operando entre duas temperaturas. Este ciclo é composto por 
duas transformações isotérmicas (a temperatura constante) e duas adiabáticas (sem troca de 
calor). 
• Transformação isotérmica (expansão): O fluido de trabalho (geralmente um gás) se 
expande a uma temperatura constante, realizando trabalho enquanto absorve calor da 
fonte quente. 
• Transformação adiabática (expansão): Durante a expansão, o fluido de trabalho faz 
trabalho sobre o ambiente, mas não troca calor com a fonte externa. 
• Transformação isotérmica (compressão): O fluido de trabalho é comprimido a uma 
temperatura constante, liberando calor para a fonte fria. 
• Transformação adiabática (compressão): O fluido é comprimido sem troca de calor 
com o ambiente, aumentando sua temperatura. 
O Ciclo Rankine é amplamente utilizado em usinas termelétricas, tanto tradicionais como 
nucleares, para a geração de eletricidade. O ciclo envolve a troca de calor entre uma caldeira, 
uma turbina, um condensador e uma bomba. O fluido de trabalho, que é geralmente água, 
muda de fase durante o ciclo, o que o torna ideal para conversões eficientes de calor em 
trabalho. 
Questões: 
1. O ciclo de Carnot é utilizado como um modelo teórico para: a) Calcular a eficiência de 
motores a combustão interna. 
b) Definir a eficiência máxima que qualquer motor térmico pode atingir. 
c) Determinar a taxa de compressão em motores Diesel. 
d) Estudar o comportamento dos fluidos de trabalho em usinas termelétricas. 
Resposta correta: b) Definir a eficiência máxima que qualquer motor térmico pode 
atingir. 
2. No ciclo Otto, a ignição do combustível ocorre devido a: a) Compressão espontânea. 
b) Faísca de uma vela de ignição. 
c) Aumento da pressão sem variação de temperatura. 
d) Injeção direta de combustível. 
Resposta correta: b) Faísca de uma vela de ignição.