Ciclo Carnot vs Rankine
Ciclo de Carnot e ciclo Rankine são dois ciclos discutidos na termodinâmica. Estes são discutidos em motores térmicos. Máquinas térmicas 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 Ciclo de Carnot?
Ciclo de Carnot é um ciclo teórico, que descreve uma máquina térmica. Antes de explicar o ciclo de Carnot, alguns termos precisam ser definidos. A 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 absorverá uma quantidade infinita de calor sem alterar a temperatura. O motor é o dispositivo ou o processo que converte o calor da fonte de calor em trabalho. O ciclo de Carnot consiste em quatro etapas.
1. Expansão isotérmica reversível do gás – O motor é conectado termicamente com a fonte. Nesta etapa, o gás em expansão absorve calor da fonte e realiza trabalho na vizinhança. 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 calor da fonte. O pistão continua a realizar trabalho no entorno.
3. Compressão isotérmica reversível – O motor é colocado na pia e contactado termicamente. O gás é comprimido de modo que o ambiente está realizando trabalho no sistema.
4. Compressão adiabática reversível – O motor é retirado da pia e isolado. A vizinhança continua a trabalhar no sistema.
No ciclo de Carnot, o trabalho total realizado é dado pela diferença entre o trabalho realizado na vizinhança (passos 1 e 2) e o trabalho realizado na vizinhança (passos 3 e 4). O ciclo de Carnot é a máquina térmica mais eficiente em teoria. A eficiência do ciclo de Carnot depende apenas das temperaturas da fonte e do sumidouro.
O que é Ciclo Rankine?
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 vapor
3. O vapor se expande através de uma turbina girando a turbina, gerando assim energia
4. O vapor é resfriado dentro do 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 Rankine é prático.
• O ciclo de 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 de Carnot.
