Explique o princípio de funcionamento de um motor Stirling e como ele difere de uma máquina de Carnot.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede pra gente explicar como funciona um motor Stirling e como ele é diferente de uma máquina de Carnot. A gente vai precisar entender um pouco sobre termodinâmica, especificamente os ciclos termodinâmicos que esses motores utilizam.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o motor Stirling. Esse motor opera usando um ciclo termodinâmico fechado, que envolve o aquecimento e o resfriamento de um gás (geralmente ar, hélio ou hidrogênio) dentro de um cilindro. O ciclo Stirling tem quatro etapas principais:
- Aquecimento isoterma: O gás é aquecido a temperatura constante, expandindo-se e empurrando o pistão para cima.
- Expansão isotérmica: O gás continua se expandindo mantendo a temperatura constante, fazendo um trabalho mecânico.
- Resfriamento isoterma: O gás é resfriado a temperatura constante, contraindo-se e puxando o pistão para baixo.
- Compressão isotérmica: O gás é comprimido mantendo a temperatura constante, completando o ciclo.
O diferencial do Stirling é que ele usa a troca de calor externa para mover o pistão, sem a queima direta de combustível no ciclo principal.
Passo 3
Agora, vamos entender a máquina de Carnot. A máquina de Carnot é um conceito ideal na termodinâmica que estabelece o limite máximo de eficiência que qualquer motor térmico pode alcançar. Ela também opera em um ciclo termodinâmico, chamado Ciclo de Carnot, que consiste em duas transformações isotérmicas e duas adiabáticas:
- Expansão isotérmica: Absorção de calor a temperatura
. - Expansão adiabática: O gás se expande sem troca de calor, abaixando sua temperatura para
. - Compressão isotérmica: Rejeição de calor a temperatura
. - Compressão adiabática: O gás é comprimido sem troca de calor, aumentando sua temperatura de volta para
.
A máquina de Carnot é um modelo teórico que ajuda a entender os limites da eficiência energética.
Passo 4
Agora, vamos ver as diferenças entre o motor Stirling e a máquina de Carnot:
- Tipo de Ciclo: O motor Stirling opera em um ciclo real com quatro etapas isotérmicas e adiabáticas, semelhante ao Ciclo de Carnot. Porém, o Stirling utiliza um mecanismo de regeneração de calor para melhorar a eficiência.
- Regeneração: O Stirling tem um componente chamado regenerador que armazena e reutiliza o calor, enquanto a máquina de Carnot assume trocas de calor ideais sem perdas.
- Aplicação Prática: O motor Stirling pode ser construído e usado na prática, sendo encontrado em aplicações como geração de energia e sistemas de refrigeração. A máquina de Carnot é apenas um modelo teórico para comparar eficiências.
- Eficiência: Ambos buscam alcançar a máxima eficiência possível determinada pelas temperaturas das fontes térmicas, mas na prática, o Stirling não atinge a eficiência ideal de Carnot devido a perdas inevitáveis.
Resposta
Então, resumindo, o motor Stirling funciona através de um ciclo termodinâmico fechado que envolve aquecimento e resfriamento de um gás para mover um pistão, utilizando um regenerador para melhorar a eficiência. Ele difere da máquina de Carnot, que é um modelo teórico idealizado, principalmente na aplicação prática e nos mecanismos de troca e reutilização de calor. Enquanto a máquina de Carnot define o limite máximo de eficiência, o motor Stirling busca se aproximar desse limite de forma realista.
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[Ácido araquidônico] (mм) | Velocidade de formação de PGG
|
Velocidade de formação de
|
0,5 | 23,5 | 16,67 |
1,0 | 32,2 | 25,25 |
1,5 | 36,9 | 30,49 |
2,5 | 41,8 | 37,04 |
3,5 | 44,0 | 38,91 |
A hidrólise da uréia pela urease é uma reação compreendida parcialmente. Os dados obtidos para a hidrólise da reação estão na tabela abaixo.
[S] |
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I |
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I | |
0,22 | 0 | 0,68 | 0 | |
0,33 | 0,0012 | 1,02 | 0,0012 | |
0,51 | 0,0027 | 1,50 | 0,0022 | |
0,76 | 0,0044 | 1,83 | 0,0032 | |
0,88 | 0,0061 | 2,04 | 0,0037 | |
1,10 | 0,0080 | 2,72 | 0,0044 | |
1,15 | 0,1 | 3,46 | 0,0059 |
Onde
min e I é a concentração molar de inibidor. Determine o Km para esta reação.