Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 19.1 - Ex. 14
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 com a temperatura 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:
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 , , e do gráfico do enunciado.
Vimos que e são os processos adiabáticos, então eles vão ser as curvas vermelhinhas, e e as curvas azuis.
Assim nossa resposta final é
Resposta
Ciclo de Carnot
