ENERGIA E ASTRONOMIA
3ª Série
CICLO DE CARNOT E MOTO-PERPÉTUO
Aula 27
Compreender o ciclo de Carnot e as variáveis envolvidas na eficiência das máquinas térmicas e reconhecer o motivo da impossibilidade de um moto-perpétuo.
OBJETIVOS DA AULA
©Pixabay
Telescópio
PARA INÍCIO DE CONVERSA
Existe a possibilidade de construir uma máquina que trabalhe sem parar? Como explicar?
Ao sinal do(a) professor(a), responda em seu caderno:
©WikimediaCommons
Diagrama da pressão em função do volume:
Ciclo de Carnot.
CICLO DE CARNOT
Assista com atenção e, ao sinal do(a) professor(a), responda no caderno:
Qual a importância do Ciclo de Carnot?
Vídeo ©VerveCientifica
CARNOT E A MÁQUINA PERFEITA
Carnot e a máquina perfeita. Canal Verve Científica. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=x0tU92lZckU - Acesso em 9 nov. 2023.
(UEL) A Revolução Industrial foi acompanhada por profundas transformações na Europa. Os novos meios de transporte, que utilizavam as máquinas térmicas recém-criadas, foram essenciais aos avanços relacionados à industrialização por todo o continente. Naquele período, foi demonstrado teoricamente que uma máquina térmica ideal é aquela que descreve um ciclo especial, denominado ciclo de Carnot. Sobre os princípios físicos da termodinâmica e do ciclo de Carnot, assinale a alternativa correta.
No próximo slide, analise as alternativas e ao comando do(a) professor(a), mostre a resposta correta:
Praticando 1 - Leia atentamente!
a) As máquinas térmicas, que operam em ciclos, são incapazes de retirar o calor de uma fonte e o transformar integralmente em trabalho.
b) Em uma máquina térmica que opera em ciclos de Carnot, ocorrem duas transformações isobáricas e duas isovolumétricas.
c) No ciclo de Carnot, ocorre uma transformação reversível, enquanto as demais são irreversíveis.
d) O rendimento de uma máquina térmica é nulo quando as etapas do ciclo de Carnot forem transformações reversíveis.
e) Uma máquina térmica é capaz de transferir calor de um ambiente frio para um quente sem a necessidade de consumir energia externa.
MOTO PERPÉTUO
Você já imaginou uma máquina que não parasse de funcionar?
©WikimediaCommons
Diversos cientistas já tentaram construir uma máquina assim, que ficasse eternamente em movimento.
Mas esse fenômeno é impossível de acontecer pela necessidade de criar energia a partir do nada, contrariando o princípio da conservação de energia.
MOTO PERPÉTUO
Nem mesmo o cãozinho consegue simular um “moto perpétuo”, vai rodar muito, cansar e parar!
©Tenor
Caso fosse desenvolvida essa máquina, ela teria que funcionar em ciclos, que começam e recomeçam como se a máquina tivesse a mesma energia.
Isso não acontece, pois parte dessa energia inicial sempre se perde, transformando-se em calor em razão do atrito comum entre peças de máquinas.
Um exemplo bastante conhecido sobre tal perda de energia é o pêndulo, quando posto a balançar, vai diminuindo suas oscilações até parar.
MOTO PERPÉTUO
https://br.pinterest.com/pin/824862487993816242/
Praticando 2 - Moto-perpétuo
Ao comando do(a) professor(a), responda em seu caderno:
O moto-perpétuo é um fenômeno impossível de acontecer pela necessidade de criar energia a partir do nada por contrariar diretamente qual lei da termodinâmica?
Contraria o princípio da conservação de energia, ou seja, a primeira lei da termodinâmica.
O QUE VIMOS?
Nesta aula, compreendemos o ciclo de Carnot e as variáveis envolvidas na eficiência das máquinas térmicas e reconhecemos o motivo da impossibilidade de um moto-perpétuo.
Professor, caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse: https://forms.gle/ZuC8G4UPYMEdztJy5
REFERÊNCIAS
GONÇALVES FILHO, Aurélio. Física: interação e tecnologia. Vol. 3. Aurélio Gonçalves Filho, Carlos Toscano. 2ª ed. – São Paulo: Leya, 2016.
HEWITT, Paul G. Fundamentos de Física Conceitual – tradução Trieste Ricci. – Porto Alegre: Bookman, 2009.
PARANÁ. Trilha Energia e Astronomia. Secretaria de Estado da Educação. Curitiba, 2023.
ANJOS, Talita Alves dos. "O moto-perpétuo"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-motoperpetuo.htm. Acesso em 09 de novembro de 2023.