Pergunta
Represente o esquema que indica o funcionamento básico das máquinas térmicas.
Solução
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CarlinhosMestre · Tutor por 5 anos
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O esquema básico de funcionamento das máquinas térmicas pode ser representado por um diagrama de ciclo termodinâmico, como o ciclo de Carnot. Este ciclo ideal descreve a troca de calor entre um sistema (a máquina térmica) e dois reservatórios de temperatura fixa, um a uma temperatura alta (T1) e o outro a uma temperatura baixa (T2). O ciclo consiste em quatro etapas:<br /><br />1. **Isocor (ou isobara)**: O volume do gás no cilindro permanece constante enquanto ele se aquece, absorvendo calor do reservatório de temperatura alta (T1).<br /><br />2. **Isotérmica**: A temperatura do gás permanece constante enquanto ele realiza trabalho, expulsando calor para o reservatório de temperatura alta (T1).<br /><br />3. **Isocor**: O volume do gás se expande enquanto ele se resfria, liberando calor para o reservatório de temperatura baixa (T2).<br /><br />4. **Isotérmica**: A temperatura do gás permanece constante enquanto ele realiza trabalho, absorvendo calor do reservatório de temperatura baixa (T2).<br /><br />Este ciclo ideal é utilizado para calcular a eficiência máxima possível de uma máquina térmica, que é dada pela fórmula:<br /><br />\[ \eta = 1 - \frac{T2}{T1} \]<br /><br />onde \( T1 \) é a temperatura alta e \( T2 \) é a temperatura baixa. Este ciclo é importante para entender os limites de eficiência das máquinas térmicas reais.<br /><br />Para representar visualmente este ciclo, você pode usar um gráfico de pressão-volume (P-V) ou um gráfico de temperatura-volume (T-V). Aqui está um exemplo de um gráfico de P-V:<br /><br />```<br />P<br />|<br />| /\<br />| / \<br />| / \<br />| / \<br />| / \<br />| / \<br />| / \<br />| / \<br />| / \<br />| / \<br />|/___________________\_____________________<br />|_____________________\_____________________\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\
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