Costumeiramente, o enunciado da entropia é feito a partir do ciclo termodinâmico ideal proposto por Sadi Carnot (1824). Entretanto, o conceito de ciclo termodinâmico é bem mais abrangente e inclui os ciclos de funcionamento de outras máquinas. Alguns ciclos conhecidos incluem aqueles que servem de fundamento para o funcionamento de motores Diesel, Brayton e Otto (motor por combustão externa, motor a gasolina) e Lenoir (motor a jato). O ciclo de Stirling é o modelo da máquina movida a vapor, com eficiência real de até 40%, e é parecido, em alguns aspectos, com o ciclo de Carnot. Este ciclo consiste de quatro etapas, a saber:
a) Expansão isotérmica mediante fornecimento de calor, de modo que a expansão anula o aumento da temperatura.
b) Resfriamento isocórico (isométrico) provocado pela retirada da fonte de aquecimento.
c) Compressão isotérmica, quando o vapor de água é resfriado e condensado, de modo que o volume diminui, compensando, assim, a variação da temperatura.
d) Aquecimento isocórico, quando o vapor de água é aquecido até a temperatura inicial.
O desafio é expressar cada uma das etapas deste ciclo na forma de equações de calor, trabalho e energia interna, representando-as mediante um gráfico de pressão versus volume.
O segundo princípio da termodinâmica estabelece que é impossível construir uma máquina térmica que opere em um ciclo e converta integralmente calor em trabalho, sem que haja transferência de calor para um reservatório de baixa temperatura. Isso significa que sempre haverá uma perda de energia na forma de calor durante o processo.
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