Trabalhos extra 2 - Fisica 2

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
Instituto de Física Armando Dias Tavares
Departamento de Física Aplicada e Termodinâmica
Física II
 
CICLOS TERMODINÂMICOS 
Profª: Andrea Mantuano Coelho da Silva
Aluno: Eduarda Rodrigues, Marcos Guilherme Belo
Rio de Janeiro, 20 de Junho de 2024
Introdução 
Os ciclos termodinâmicos são processos que um sistema realiza a fim de se obter trabalho 
do sistema ou de se realizar trabalho sobre o sistema. Cada tipo de motor, por exemplo, tem 
um processo diferenciado para que se obtenha trabalho do sistema. Assim o ciclo que rege 
o funcionamento do motor a diesel é diferente do ciclo que rege o motor a gasolina ou 
álcool. Estes dois ainda são diferentes do ciclo a vapor e estão longe de ser um ciclo ideal.
Ciclo de Diesel: 
 É um dos ciclos termodinâmicos mais comuns encontrados em motores a pistão a diesel. 
Ele foi patenteado pelo inventor alemão Rudolf Diesel na década de 1890. Inicialmente, 
Diesel propôs um ciclo de temperatura constante, mas posteriormente adotou o ciclo de 
pressão constante, também conhecido como ciclo de Diesel.
 O funcionamento desse ciclo é fundamental para entender os motores a diesel, 
amplamente utilizados em veículos de transporte de carga, maquinaria pesada e geradores 
de energia. O motor a diesel é semelhante ao motor a gasolina, mas com uma diferença 
crucial: não há velas de ignição. No início do curso de compressão, não há combustível no 
cilindro. Durante a compressão adiabática, o combustível é injetado e ocorre a autoignição 
devido à alta temperatura.
 O ciclo de Diesel envolve quatro processos principais:
1. Compressão: O ar é comprimido dentro do cilindro.
2. Injeção de Combustível: O combustível é injetado no cilindro.
3. Expansão: A queima do combustível gera trabalho mecânico, impulsionando o 
pistão.
4. Escape: Os gases de exaustão resultantes da queima são expelidos.
A eficiência térmica típica de um motor automotivo a diesel varia entre 30% a 35%, o que é 
superior à eficiência dos motores a gasolina. Cerca de 65% a 70% do calor gerado durante 
o ciclo é rejeitado como calor residual. Em comparação com o Ciclo Otto (usado em 
motores a gasolina), o ciclo de Diesel não executa adição de calor isocórico e tem a mais 
alta eficiência térmica de qualquer motor de combustão prático .
Ciclo Rankine: 
 É um ciclo termodinâmico que descreve o funcionamento de sistemas de turbinas a vapor, 
como usinas termelétricas. Ele foi nomeado em homenagem ao engenheiro escocês William 
John Macquorn Rankine, que contribuiu significativamente para a termodinâmica. Vamos 
explorar os detalhes desse ciclo:
 O ciclo Rankine é fundamental para entender a produção de energia elétrica em usinas 
termelétricas. Neste ciclo, um fluido operacional (geralmente água) é continuamente 
evaporado e condensado. A principal diferença entre o ciclo Rankine e o ciclo de Carnot é 
que o primeiro não executa processos isotérmicos.
 O ciclo de Rankine começa com a compressão do fluido (geralmente água) em um estado 
líquido na bomba. Em seguida, o fluido é aquecido na caldeira, onde ocorre a vaporização. 
 O vapor de alta pressão é direcionado para a turbina, onde sua energia cinética é 
convertida em trabalho mecânico. Após a expansão na turbina, o vapor é resfriado no 
condensador, voltando ao estado líquido. Finalmente, a bomba alimenta o fluido de volta à 
caldeira para reiniciar o ciclo.
 A eficiência do ciclo Rankine depende das propriedades termodinâmicas do fluido de 
trabalho. A água é frequentemente escolhida devido às suas propriedades favoráveis, como 
alta capacidade térmica e baixo custo. No entanto, o ciclo Rankine idealizado não considera 
perdas devido a irreversibilidades e atritos.
Em resumo, o ciclo de Rankine é a base operacional de todas as usinas termelétricas, onde 
o calor é convertido em trabalho por meio de turbinas a vapor.
Bibliografia: 
● https://www.researchgate.net/publication/318702232_CICLOS_TERMODINAMICOS
_UMA_PROPOSTA_DE_ESTUDO_MEDIADO_POR_APPLETS
● https://graduacao.ufabc.edu.br/eiar/conteudo/ensino/disciplinas/termodinamica1.html
● https://www.passeidireto.com/arquivo/18275035/resumo-de-ciclos-termodinamicos
● https://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Ciclos-Termodin%C3%A2micos/605357.htm
l
● https://www.thermal-engineering.org/pt-br/o-que-e-o-ciclo-diesel-motor-diesel-definic
ao/.
● https://www.if.ufrgs.br/~dschulz/web/ciclo_diesel.htm.
● . https://your-physicist.com/ciclo-diesel-que-es/.
● https://blog.simplusbr.com/motor-ciclo-diesel/.
● https://www.thermal-engineering.org/pt-br/o-que-e-o-ciclo-rankine-ciclo-da-turbina-a-
vapor-definicao/