Uma brilhante aluna de termodinâmica, ao refletir sobre o ciclo de Carnot, teve o seguinte questionamento ao ver o funcionamento do condensador e evaporador: “A troca de calor acontece quando há diferença de temperaturas, então como é possível existir um processo de troca de calor a temperatura constante?”
Após algum tempo a aluna chegou na conclusão correta, qual foi sua conclusão?
Passo 1
A conclusão da nossa brilhante aluna foi de que o Ciclo de Carnot, por ser um ciclo ideal e hipotético (impossível de ocorrer na prática) poderia realizar trocas de calor com diferenças de temperaturas infinitesimais.
Passo 2
Peguemos dois exemplos de motores, um ideal de Carnot e outro real, ambos com temperaturas da fonte quente e fria iguais a 100°C e 20°C, respectivamente.
O fluido de trabalho que percorre o motor real irá trocar calor com a fonte quente a uma temperatura de 70°C (30 graus de diferença) e com a fonte fria a 25°C (5°C de diferença).
Já o fluido que percorre o Ciclo de Carnot irá trocar calor com a fonte quente a uma temperatura de 99,99°C (0,01°C de diferença) e com a fonte fria a 20,01°C (0,01°C de diferença).
Passo 3
Como essa diferença de temperatura é minúscula então podemos falar que o processo é isotérmico, é por esse motivo também que o Ciclo de Carnot é dito reversível pois a diferença de temperatura, nas trocas de calor, tende a zero.
E é exatamente por isso que o Ciclo de Carnot não existe de fato, apenas hipoteticamente, porque diferenças de temperatura tão pequenas não sustentam um motor térmico.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)