A Figura 19-12 mostra um ciclo termodinâmico para um gás ideal em um diagrama ST. Identifique este ciclo e esboce-o em um diagrama PV.

Passo 1

Ele nos dá um diagrama que relaciona a entropia S com a temperatura T de um ciclo e pede para a gente identificar que ciclo é esse o representar num diagrama PV (pressão vesus volume).

Muito bem, vamos começar analisando o que está acontecendo em cada etapa da Figura 19-12.

Durante o caminho A → B e C → D ocorre uma variação da temperatura, mas a entropia é mantida constante. Se não há variação da entropia, não há troca de calor, já que:

d S = d Q T

Essa expressão mostra que a variação de entropia é causada pela variação de calor, e como não há variação de entropia, não há variação de calor, ou seja, temos um processo adiabático.

Os processos B → C e D → A são isotérmicos, já que não possuem variação da temperatura.

Então temos dois processos adiabáticos e dois isotérmicos intercalados. Isso é o que caracteriza o ciclo de Carnot.

Temos então um ciclo de Carnot!

Passo 2

Para desenhar o diagrama PV do ciclo mostrado na figura do enunciado, precisamos lembrar que o ciclo de Carnot tem essa cara:

As curvas azuis representam os processos isotérmicos e as curvas vermelhas, mais inclinadas, representam os processos adiabáticos.

O que a gente precisa é entender quem desses é A → B , B → C , C → D e D → A do gráfico do enunciado.

Vimos que A → B e C → D são os processos adiabáticos, então eles vão ser as curvas vermelhinhas, e B → C e D → A as curvas azuis.

Assim nossa resposta final é

Resposta

Ciclo de Carnot

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