Compare a variação de entropia em um ciclo de Stirling com a variação de entropia em um ciclo de Carnot.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para compararmos a variação de entropia em dois ciclos termodinâmicos: o Ciclo de Stirling e o Ciclo de Carnot. Para isso, vamos precisar entender os conceitos básicos de termodinâmica, especialmente o que é entropia e como ela se comporta nesses ciclos.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre entropia. Entropia é uma medida da desordem ou da quantidade de energia não disponível para realizar trabalho em um sistema. Em processos termodinâmicos, ela nos ajuda a entender a eficiência e a direção dos processos.

Passo 3

Agora, vamos dar uma olhada no Ciclo de Carnot. Esse ciclo é composto por duas transformações isotérmicas (mantendo a temperatura constante) e duas transformações adiabáticas (sem troca de calor). É considerado o ciclo termodinâmico mais eficiente possível entre duas temperaturas.

Passo 4

No Ciclo de Carnot, como o processo é totalmente reversível, a variação total de entropia durante todo o ciclo é zero. Isso significa que a entropia do sistema volta ao seu estado inicial após completar o ciclo.

Passo 5

Já o Ciclo de Stirling também consiste em duas expansões e compressões isotérmicas e duas transformações isocóricas (mantendo o volume constante). Ele é parecido com o Ciclo de Carnot, mas utiliza um gás que mantém sua capacidade térmica constante.

Passo 6

Se o Ciclo de Stirling for realizado de maneira ideal e reversível, assim como o Ciclo de Carnot, a variação total de entropia também será zero. Porém, na prática, podem ocorrer pequenas irreversibilidades que geram um aumento na entropia.

Passo 7

Então, comparando os dois ciclos:
  • Ciclo de Carnot: Total de variação de entropia é zero em processos reversíveis.
  • Ciclo de Stirling: Teoricamente, a variação de entropia também é zero em processos reversíveis, mas na prática pode haver um pequeno aumento devido a irreversibilidades.

Resposta

Tanto o Ciclo de Carnot quanto o Ciclo de Stirling apresentam uma variação total de entropia zero quando operados de forma ideal e reversível. Porém, na prática, o Ciclo de Stirling pode ter um leve aumento na entropia devido a pequenas irreversibilidades, enquanto o Ciclo de Carnot permanece idealmente com variação de entropia nula.

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