Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 01
Por que o ciclo de Carnot não é um modelo realista para as usinas de potência a vapor?
Passo 1
Temos aqui uma questãozinha teórica, mas que vai nos dar um conceito extremamente importante, então fica ligado pra gente mandar bem! Show!
Então, no ciclo de Carnot temos basicamente o seguinte fluxo: Um fluido é aquecido de maneira reversível e isotérmica, depois ele é expandido de forma isentrópica, depois condensado de forma reversível e isotérmica e por último é comprimido de forma isentrópica até o seu estado inicial. Beleza! Mas porque esse modelo não funciona em usinas de potência?
Aí que está o bizu da questão, vamos ver isso no próximo passo!
Passo 2
Para a realização da primeira e segunda parte do ciclo que vimos no passo 1, o aquecimento e a expansão, é preciso limitar o processo de transferência de calor, então limitamos significativamente a temperatura máxima do ciclo. E o que isso quer dizer pra gente? É o seguinte, na prática é extremamente difícil a gente elevar a temperatura sem que tenha transferência de calor, então já encontramos o primeiro motivo dele não ser um modelo realista.
Mas não para por aí não!
No processo de expansão temos outro problema, a turbina precisa processar vapor com muita umidade o que causa erosão dela...Ou seja, é muito difícil a gente encontrar uma turbina que saiba lidar com esse tipo de problema mantendo-se em operação. Opa! Já temos um outro motivo dele não ser um modelo realista!
Passo 3
Agora para fechar temos outro problema com o modelo do ciclo de Carnot, na última parte do nosso processo, a compressão, o ciclo passa de uma mistura líquido e vapor para um estado somente líquido. O que isso nos diz é que esse compressor trabalha com duas fases e é muito difícil, na prática, projetar algo assim!
Show! Conseguimos explicar direitinho o porquê deste ciclo não ser realista!
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)