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Ciclos de Vapor para Geração de Potência Ciclos de Carnot e Rankine Prof. Msc. Raphael Nascimento Histórico Calor → Energia Útil (Trabalho mecânico, eletricidade): produção em larga escala de bens de consumo, alimentos vestuário, utensílios, etc., e ampliação dos serviços de transportes, iluminação, aquecimento, etc. Revolução Industrial; Melhor qualidade de vida. 2 Histórico 3 2ª Lei da Termodinâmica Enunciados: 1º) É impossível, através de um processo cíclico, converter completamente o calor absorvido por um sistema em trabalho realizado pelo sistema. 2º) Nenhum processo que consiste “unicamente” na transferência de calor de um nível de temperatura para um outro nível de temperatura mais elevada é possível. 4 Perspectiva Histórica Um gás pode ser modelado como uma nuvem de partículas em constate agitação aleatória. Temperatura é uma forma de quantificar o nível médio de agitação molecular. A entropia do universo sempre aumenta. 5 Ludwig Eduard Boltzmann Ciclo de Carnot Fonte de calor Absorvedor de calor Máquina Térmica Wliq Qq/ Tq Qf/ Tf Nicolas Leonard Sadi Carnot 6 Ciclo de Carnot 7 Ciclo de Carnot 8 Trabalho do Ciclo 0 0QH QH Ciclo de Carnot 9 Eficiência do Ciclo Ciclos Entrópicos 1-2) Compressão Isoentrópica (bomba) 2-3) Aquecimento isotérmico (caldeira) 3-4) Expansão isoentrópica (turbina) 4-1) Resfriamento Isotérmico (condensador) 10 Ciclo de Carnot 11 Calcule a eficiência do ciclo de Carnot de uma máquina térmica primitiva que opera com o vapor a 200 °C e descarrega a 60 °C. Ciclo de Carnot 12 Uma máquina cíclica é usada para transferir calor de um reservatório a alta temperatura para outra a baixa temperatura, como mostra a figura a seguir. Determinar se essa máquina é reversível, irreversível ou impossível.
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