Primeira Lei da Termodinâmica em Ciclos
Produzido por Leonardo de BemTeoria
O que são Ciclos?
Já sabemos calcular calor, trabalho e energia interna dos seguintes processos termodinâmicos: isobáricos, isométricos, isotérmicos e adiabáticos.
Beleza! Agora vamos considerar que esses processos ocorram de modo a fechar um ciclo.
Ou seja: as curvas de cada processo se encontram, delimitando uma área.
Por exemplo:
Nossa ideia é aplicar a Primeira Lei da Termodinâmica ao ciclo como um todo.
Bora fazer isso?
Primeira Lei em um ciclo
Aplicando a Primeira Lei em um ciclo fechado, temos o seguinte:
Mas sabemos que a energia interna é uma função de estado e só depende dos valores inicial e final.
Em um ciclo, esses valores são iguais!
Logo:
Esses valores são o saldo de calor e trabalho, respectivamente.
Estamos interessados no saldo de trabalho.
Podemos dizer que o saldo de calor é o que entra, ou seja o calor da fonte quente menos o que sai, calor rejeitado na fonte fria:
Substituindo:
Trabalho em um ciclo
O trabalho em um ciclo é exatamente a área do ciclo no diagrama .
Se os processos estiverem em sentido horário:
Se os processos estiverem em sentido anti-horário:
Rendimento de um ciclo
O rendimento do ciclo vai ser o trabalho útil que ele produziu sobre o calor que ele recebeu. Ou seja: