Ciclo de Carnot vs Rankine
O ciclo de Carnot e o ciclo de Rankine são dois ciclos discutidos na termodinâmica. Eles são discutidos em motores térmicos. Motores de calor são dispositivos ou mecanismos usados para converter calor em trabalho. O ciclo de Carnot é um ciclo teórico, que dá a máxima eficiência que pode ser obtida por um motor. O ciclo Rankine é um ciclo prático que pode ser usado para calcular motores da vida real. É vital ter uma compreensão adequada desses dois ciclos para se destacar em termodinâmica e em qualquer campo relacionado a ela. Neste artigo, vamos discutir o que são o ciclo de Carnot e o ciclo de Rankine, suas definições, suas aplicações, as semelhanças entre o ciclo de Carnot e o ciclo de Rankine e, finalmente, a diferença entre o ciclo de Carnot e o ciclo de Rankine.
O que é o ciclo de Carnot?
O ciclo de Carnot é um ciclo teórico, que descreve uma máquina térmica. Antes de explicar o ciclo de Carnot, alguns termos precisam ser definidos. Fonte de calor é definida como um dispositivo de temperatura constante, que fornecerá calor infinito. O dissipador de calor é um dispositivo de temperatura constante, que absorve uma quantidade infinita de calor sem alterar a temperatura. O motor é o dispositivo ou processo que converte o calor da fonte de calor para o trabalho. O ciclo de Carnot consiste em quatro etapas.
1. Expansão isotérmica reversível do gás - O motor é termicamente conectado à fonte. Nesta etapa, o gás em expansão absorve o calor da fonte e atua nas redondezas. A temperatura do gás permanece constante.
2. Expansão adiabática reversível do gás - O sistema é adiabático, o que significa que nenhuma transferência de calor é possível. O motor é retirado da fonte e isolado. Nesta etapa, o gás não absorve nenhum calor da fonte. O pistão continua trabalhando nas redondezas.
3. Compressão isotérmica reversível - O motor é colocado na pia e em contato térmico. O gás é comprimido para que o ambiente ao redor trabalhe no sistema.
4. Compressão adiabática reversível - O motor é retirado da pia e isolado. O ambiente continua a trabalhar no sistema.
No ciclo de Carnot, o trabalho total realizado é dado pela diferença entre o trabalho realizado no entorno (etapa 1 e 2) e o trabalho realizado no entorno (etapa 3 e 4). O ciclo de Carnot é o motor térmico mais eficiente em teoria. A eficiência do ciclo de Carnot depende apenas das temperaturas da fonte e do sumidouro.
O que é o Ciclo Rankine?
O ciclo de Rankine também é um ciclo que converte calor em trabalho. O ciclo Rankine é um ciclo praticamente utilizado para sistemas constituídos por uma turbina a vapor. Existem quatro processos principais no ciclo Rankine
1. O funcionamento do fluido em alta pressão a partir de uma baixa pressão
2. O aquecimento do fluido de alta pressão em um vapor
3. O vapor se expande através de uma turbina girando a turbina, gerando energia
4. O vapor é resfriado de volta ao condensador.
Qual é a diferença entre o ciclo de Carnot e o ciclo de Rankine?
• O ciclo de Carnot é um ciclo teórico, enquanto o ciclo de Rankine é prático.
• O ciclo Carnot garante a máxima eficiência em condições ideais, mas o ciclo Rankine garante a operação em condições reais.
• A eficiência obtida pelo ciclo Rankine é sempre inferior à do ciclo Carnot.
