{"id":47995,"date":"2019-11-07T16:32:43","date_gmt":"2019-11-07T15:32:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/o-que-e-processos-termodinamicos-no-ciclo-otto-definicao\/"},"modified":"2020-01-26T17:39:42","modified_gmt":"2020-01-26T16:39:42","slug":"o-que-e-processos-termodinamicos-no-ciclo-otto-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-processos-termodinamicos-no-ciclo-otto-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 processos termodin\u00e2micos no ciclo Otto – Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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Em um ciclo Otto ideal, o sistema que executa o ciclo passa por uma s\u00e9rie de quatro processos: dois processos isentr\u00f3picos (adiab\u00e1ticos revers\u00edveis) e dois processos isoc\u00f3ricos.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica<\/div>\n<\/div>\n
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Ciclo Otto – Processos<\/h2>\n
\"Otto<\/a>
diagrama pV do ciclo Otto.\u00a0A \u00e1rea delimitada pelo caminho completo do ciclo representa o trabalho total que pode ser realizado durante um ciclo.<\/figcaption><\/figure>\n

Em um\u00a0ciclo Otto<\/a><\/strong>\u00a0ideal\u00a0, o sistema que executa o ciclo passa por uma s\u00e9rie de quatro processos revers\u00edveis internamente: dois processos isentr\u00f3picos (adiab\u00e1ticos revers\u00edveis) alternados com dois processos isoc\u00f3ricos:<\/p>\n

    \n
  1. Compress\u00e3o isentr\u00f3pica<\/strong>\u00a0(curso de compress\u00e3o) – O g\u00e1s (mistura combust\u00edvel-ar) \u00e9 comprimido adiabaticamente do estado 1 ao estado 2, conforme o pist\u00e3o se move do ponto morto inferior para o ponto morto superior.\u00a0O ambiente trabalha com o g\u00e1s, aumentando sua energia interna (temperatura) e comprimindo-o.\u00a0Por outro lado, a entropia permanece inalterada.\u00a0As mudan\u00e7as nos volumes e sua taxa (\u00a0V\u00a0<\/em>1<\/sub><\/em>\u00a0\/ V\u00a0<\/em>2<\/sub><\/em>\u00a0) s\u00e3o conhecidas como taxa de compress\u00e3o.<\/li>\n
  2. Compress\u00e3o isoc\u00f3rica<\/strong>\u00a0(fase de igni\u00e7\u00e3o) – Nesta fase (entre o estado 2 e o estado 3), h\u00e1 um volume constante (o pist\u00e3o est\u00e1 em repouso) transferido para o ar a partir de uma fonte externa, enquanto o pist\u00e3o est\u00e1 em repouso no ponto morto superior .\u00a0Esse processo visa representar a igni\u00e7\u00e3o da mistura combust\u00edvel-ar injetada na c\u00e2mara e a subsequente queima r\u00e1pida.\u00a0A press\u00e3o aumenta e a raz\u00e3o (\u00a0P\u00a0<\/em>3<\/sub><\/em>\u00a0\/ P\u00a0<\/em>2<\/sub><\/em>\u00a0) \u00e9 conhecida como \u201ctaxa de explos\u00e3o\u201d.<\/li>\n
  3. Expans\u00e3o isentr\u00f3pica<\/strong>\u00a0(golpe de energia) – O g\u00e1s se expande adiabaticamente do estado 3 para o estado 4, conforme o pist\u00e3o se move do ponto morto superior para o ponto morto inferior.\u00a0O g\u00e1s trabalha nos arredores (pist\u00e3o) e perde uma quantidade de energia interna igual ao trabalho que sai do sistema.\u00a0Novamente a entropia permanece inalterada.\u00a0A taxa de volume (\u00a0V\u00a0<\/em>4<\/sub><\/em>\u00a0\/ V\u00a0<\/em>3<\/sub><\/em>\u00a0) \u00e9 conhecida como a raz\u00e3o de expans\u00e3o isentr\u00f3pica, mas para o ciclo Otto, \u00e9 igual \u00e0 taxa de compress\u00e3o.<\/li>\n
  4. Descompress\u00e3o isoc\u00f3rica (curso de escape)<\/strong>\u00a0– Nesta fase, o ciclo \u00e9 conclu\u00eddo por um processo de volume constante no qual o calor \u00e9 rejeitado do ar enquanto o pist\u00e3o est\u00e1 no ponto morto inferior.\u00a0A press\u00e3o do g\u00e1s de trabalho cai instantaneamente do ponto 4 ao ponto 1. A v\u00e1lvula de escape se abre no ponto 4. O curso de escape ocorre imediatamente ap\u00f3s esta descompress\u00e3o.\u00a0\u00c0 medida que o pist\u00e3o se move do ponto morto inferior (ponto 1) para o ponto morto superior (ponto 0) com a v\u00e1lvula de escape aberta, a mistura gasosa \u00e9 ventilada para a atmosfera e o processo come\u00e7a novamente.<\/li>\n<\/ol>\n<\/div>\n<\/div>\n
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    \n

    Durante o ciclo Otto, o trabalho \u00e9 realizado no g\u00e1s pelo pist\u00e3o entre os estados 1 e 2 (\u00a0<\/span>compress\u00e3o isentr\u00f3pica<\/span><\/strong>\u00a0).\u00a0O trabalho \u00e9 realizado pelo g\u00e1s no pist\u00e3o entre os est\u00e1gios 3 e 4 (\u00a0<\/span>expans\u00e3o isentr\u00f3pica<\/span><\/strong>\u00a0).\u00a0A diferen\u00e7a entre o trabalho realizado pelo g\u00e1s e o trabalho realizado com o g\u00e1s \u00e9 o trabalho l\u00edquido produzido pelo ciclo e corresponde \u00e0 \u00e1rea delimitada pela curva do ciclo.\u00a0O trabalho produzido pelos tempos de ciclo, a taxa do ciclo (ciclos por segundo) \u00e9 igual \u00e0 pot\u00eancia produzida pelo motor Otto.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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    \n
    <\/div>\n

    Processo isentr\u00f3pico<\/span><\/h2>\n

    Um\u00a0<\/span>processo isentr\u00f3pico<\/span><\/strong><\/a>\u00a0\u00e9 um\u00a0<\/span>processo termodin\u00e2mico<\/span><\/strong><\/a>\u00a0, no qual a\u00a0<\/span>entropia<\/span><\/strong>\u00a0<\/a>do fluido ou g\u00e1s permanece constante.\u00a0Isso significa que o\u00a0<\/span>processo isentr\u00f3pico<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9 um caso especial de um\u00a0<\/span>processo adiab\u00e1tico<\/span><\/strong>\u00a0no qual n\u00e3o h\u00e1 transfer\u00eancia de calor ou mat\u00e9ria.\u00a0\u00c9 um\u00a0<\/span>processo adiab\u00e1tico revers\u00edvel<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0A suposi\u00e7\u00e3o de que n\u00e3o h\u00e1 transfer\u00eancia de calor \u00e9 muito importante, pois podemos usar a aproxima\u00e7\u00e3o adiab\u00e1tica apenas em\u00a0<\/span>processos muito r\u00e1pidos<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

    Processo isentr\u00f3pico e a primeira lei<\/span><\/strong><\/p>\n

    Para um sistema fechado, podemos escrever a\u00a0<\/span>primeira lei da termodin\u00e2mica em termos de entalpia<\/span><\/a><\/strong>\u00a0:<\/span><\/p>\n

    dH = dQ + Vdp<\/span><\/strong><\/p>\n

    ou<\/span><\/strong><\/p>\n

    dH = TdS + Vdp<\/span><\/strong><\/p>\n

    Processo isentr\u00f3pico (dQ = 0):<\/span><\/strong><\/p>\n

    dH = Vdp \u2192 W = H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u2192 H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0=\u00a0<\/span>C\u00a0<\/span><\/em><\/strong>P<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0(T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0– T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>1<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0) \u00a0\u00a0\u00a0<\/span><\/em><\/strong>\u00a0(para\u00a0<\/span>g\u00e1s ideal<\/span><\/a>\u00a0)<\/span><\/em><\/p>\n

    Processo isentr\u00f3pico do g\u00e1s ideal<\/span><\/strong><\/p>\n

    O\u00a0<\/span>processo isentr\u00f3pico<\/span><\/strong>\u00a0(um caso especial de processo adiab\u00e1tico) pode ser expresso com a\u00a0<\/span>lei dos gases ideais<\/span><\/strong><\/a>\u00a0como:<\/span><\/p>\n

    pV\u00a0<\/span>\u03ba<\/span><\/sup>\u00a0= constante<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

    ou<\/span><\/p>\n

    p\u00a0<\/span>1<\/span><\/sub>\u00a0V\u00a0<\/span>1\u00a0<\/span><\/sub>k<\/span><\/sup>\u00a0= p\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0V\u00a0<\/span>2\u00a0<\/span><\/sub>k<\/span><\/sup><\/strong><\/em><\/p>\n

    em que\u00a0<\/span>\u03ba = c\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub>\u00a0\/ c\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0\u00e9 a propor\u00e7\u00e3o de\u00a0aquecimentos espec\u00edficos<\/strong><\/a>\u00a0(ou\u00a0capacidades de calor<\/strong>\u00a0) para o g\u00e1s.\u00a0Um para\u00a0press\u00e3o constante (c\u00a0<\/strong>p<\/sub><\/strong>\u00a0)<\/strong>\u00a0e outro para\u00a0volume constante (c\u00a0<\/strong>v<\/sub><\/strong>\u00a0)<\/strong>\u00a0.\u00a0Observe que essa raz\u00e3o\u00a0\u03ba\u00a0\u00a0<\/strong>= c\u00a0<\/strong>p<\/sub><\/strong>\u00a0\/ c\u00a0<\/strong>v<\/sub><\/strong>\u00a0\u00e9 um fator na determina\u00e7\u00e3o da velocidade do som em um g\u00e1s e em outros processos adiab\u00e1ticos.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

    \n
    \n
    <\/div>\n

    Processo Isoc\u00f3rico<\/span><\/h2>\n

    Um\u00a0<\/span>processo isoc\u00f3rico<\/span><\/strong><\/a>\u00a0\u00e9 um processo termodin\u00e2mico, no qual o\u00a0<\/span>volume<\/span><\/strong>\u00a0do sistema fechado\u00a0<\/span>permanece constante<\/span><\/strong>\u00a0(V = const).\u00a0Ele descreve o comportamento do g\u00e1s dentro do recipiente, que n\u00e3o pode ser deformado.\u00a0Como o volume permanece constante, a transfer\u00eancia de calor para dentro ou para fora do sistema n\u00e3o\u00a0<\/span>funciona<\/span><\/a>\u00a0, mas altera apenas a\u00a0<\/span>energia interna<\/span><\/strong><\/a>\u00a0(a temperatura) do sistema.<\/span><\/p>\n

    Processo isoc\u00f3rico e a primeira lei<\/span><\/strong><\/p>\n

    A forma cl\u00e1ssica da\u00a0<\/span>primeira lei da termodin\u00e2mica<\/span><\/a>\u00a0\u00e9 a seguinte equa\u00e7\u00e3o:<\/span><\/p>\n

    dU = dQ – dW<\/span><\/strong><\/p>\n

    Nesta equa\u00e7\u00e3o, dW \u00e9 igual a\u00a0<\/span>dW = pdV<\/span><\/strong>\u00a0e \u00e9 conhecido como\u00a0<\/span>trabalho de fronteira<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0Ent\u00e3o:<\/span><\/p>\n

    dU = dQ – pdV<\/span><\/strong><\/p>\n

    No\u00a0<\/span>processo isoc\u00f3rico<\/span><\/strong>\u00a0e no\u00a0<\/span>g\u00e1s ideal<\/span><\/strong>\u00a0, todo o calor adicionado ao sistema ser\u00e1 usado para aumentar a energia interna.<\/span><\/p>\n

    Processo isoc\u00f3rico (pdV = 0):<\/span><\/strong><\/p>\n

    dU = dQ \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/span><\/strong>(para g\u00e1s ideal)<\/span><\/em><\/p>\n

    dU = 0 = Q – W \u2192 W = Q \u00a0\u00a0<\/span>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/em><\/strong>(para g\u00e1s ideal)<\/span><\/em><\/p>\n

    Processo isoc\u00f3rico do g\u00e1s ideal<\/span><\/strong><\/p>\n

    O\u00a0<\/span>processo isoc\u00f3rico<\/span><\/strong>\u00a0pode ser expresso com a\u00a0<\/span>lei dos gases ideais<\/span><\/strong><\/a>\u00a0como:<\/span><\/p>\n

    \"processo<\/a><\/p>\n

    ou<\/span><\/p>\n

    \"processo<\/a><\/p>\n

    Em um\u00a0<\/span>diagrama pV<\/span><\/strong>\u00a0, o processo ocorre ao longo de uma linha horizontal que possui a equa\u00e7\u00e3o V = constante.<\/span><\/p>\n

    Veja tamb\u00e9m:\u00a0\u00a0<\/span>Lei de Guy-Lussac<\/span><\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

    \n
    \n
    \"Processo<\/a>
    Processo isentr\u00f3pico – principais caracter\u00edsticas<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n
    \n
    \n
    \"Processo<\/a>
    Processo isoc\u00f3rico – principais caracter\u00edsticas<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n

     <\/p>\n

     <\/p>\n

     <\/p>\n

    ……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

    Este artigo \u00e9 baseado na tradu\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica do artigo original em ingl\u00eas. Para mais informa\u00e7\u00f5es, consulte o artigo em ingl\u00eas. Voc\u00ea pode nos ajudar. Se voc\u00ea deseja corrigir a tradu\u00e7\u00e3o, envie-a para: translations@nuclear-power.com ou preencha o formul\u00e1rio de tradu\u00e7\u00e3o on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradu\u00e7\u00e3o o mais r\u00e1pido poss\u00edvel. Obrigado.<\/p>\n

    <\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Em um ciclo Otto ideal, o sistema que executa o ciclo passa por uma s\u00e9rie de quatro processos: dois processos isentr\u00f3picos (adiab\u00e1ticos revers\u00edveis) e dois processos isoc\u00f3ricos.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica Ciclo Otto – Processos diagrama pV do ciclo Otto.\u00a0A \u00e1rea delimitada pelo caminho completo do ciclo representa o trabalho total que pode ser realizado durante um ciclo. … Ler mais<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[14],"tags":[],"yoast_head":"\nO que \u00e9 processos termodin\u00e2micos no ciclo Otto - Defini\u00e7\u00e3o<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Em um ciclo Otto ideal, o sistema que executa o ciclo passa por uma s\u00e9rie de quatro processos: dois processos isentr\u00f3picos (adiab\u00e1ticos revers\u00edveis) e dois processos isoc\u00f3ricos. 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