Trabalho De Fluidos

ALGUNS CICLOS TERMODINÂMICOS

Ciclos Termodinâmicos constituiem sequências de processos simples com diversos objetivos:

• Produção de Trabalho Útil - ciclos de potência

• Produção de Refrigeração

• Produção de Aquecimento - bombas de calor

• Noções Básicas de Eficiência

Ciclos de Potência:

Como foi discutido, a máquina ideal, conhecida como máquina de Carnot, define aquela de maior rendimento ou eficiência térmica. Ela é composta pelos seguintes processos:

1. Processo de Aquecimento Isotérmico;

2. Processo de Expansão Adiabática;

3. Processo de Resfriamento Isotérmico;

4. Processo de Compressão Adiabática;

Se traçarmos esses processos em um diagrama cujos eixos sejam a pressão e o volume específico, obteremos algo como mostrado na figura abaixo:

o final dos 4 processos, a condição inicial é obtida e a sequência segue sucessivamente pois afinal, estamos interessados na produção contínua de energia. No ciclo mostrado, a massa da substância de trabalho (que escoa nele) é sempre a mesma.

Um outro ciclo bastante famoso é o ciclo OTTO que é constituído pelos processos:

1. Processo de Compressão Adiabática;

2. Processo de Aquecimento Isométrico de Calor;

3. Processo de Expansão Adiabática;

4. Processo de Rejeição Isométrica de Calor;

Esse ciclo é o paradigma (ou seja, a referência) dos motores de combustão interna e é realizado em um equipamento conhecido como conjunto cilindro-pistão. Veja dinamicamente como isso funciona, acessando o link e procurando a figura 1 e as demais. Em essência, o que temos é algo como:

Naturalmente, no motor de combustão interna de um automóvel, por exemplo, a substância que é admitida no cilindro é a mistura ar-combustível e após a explosão provocada pela vela, a reação química de combustão produz os chamados produtos da combustão que, após realizar trabalho sobre o pistão, são descarregados na atmosfera (pelo comum). No próximo ciclo, nova mistura ar-combustível é admitida e assim, sucessivamente. Assim, no caso real, a massa que evolui é sempre diferente. As figuras abaixo mostram o ciclo teórico e o real:

Volta!

Ciclos de Refrigeração:

Entre tantos outros aparelhos domésticos, a geladeira e o aparelho de condicionamento de ar de parede (veja as figuras, são os mais importantes nos lugares quentes. Afinal de contas, é um prazer podermos tomar uma bebida gelada em alguns momentos. A experiência indica que é necessário ligar esses aparelhos à rede elétrica para que eles funcionem, não é mesmo?

Pois é, a experiência nos ensina que um prato de sopa quente ou uma xícara de café quente irão se esfriar quando expostos ao ar ambiente, ou seja, é possível transferir naturalmente, isso é, sem consumo de eletricidade, energia de uma fonte quente para uma fria. Entretanto, sabemos que o contrário não funciona.

Assim, para realizarmos a transferência de energia de uma fonte fria (por exemplo, dos alimentos e bebidas que colocamos dentro do espaço interno da geladeira) para o exterior, precisamos de uma máquina refrigeradora. Como queremos que a máquina funcione continuamente, seu funcionamento deve ser pensado de tal forma que um ciclo seja percorrido. Pelo comum, utiliza-se uma substância de trabalho, como por exemplo, refrigerante 134a, que percorre vários equipamentos, retornando ciclicamente a uma condição termodinâmica.

O conjunto de equipamentos utilizados para compor o ciclo