Um diagrama P–V: Carnot, Otto, Diesel, Stirling e esboço de Rankine — as mesmas fórmulas das páginas isoladas.
Sobre o modelo
A comparação de ciclos de máquinas térmicas reúne num só diagrama P–V os ciclos de Carnot, Otto, Diesel, Stirling e um esboço de Rankine. Os ciclos a gás repetem as mesmas fórmulas das páginas isoladas: nR = 1, γ = 1,4, isotermas de Carnot e Stirling em kelvin, Otto e Diesel no ciclo-padrão a ar. Rankine é um quadrilátero qualitativo P–v com a mesma lógica de pressões e x₄, sem tabelas de vapor. Os eixos se ajustam ao ciclo escolhido para a forma do laço aparecer; P e V absolutos de ciclos diferentes não se comparam. O rendimento dos gases segue as fórmulas de aula; no Rankine, uma estimativa tosca pela área do esboço.
Para quem: Termodinâmica da engenharia: comparação dos contornos depois dos ciclos isolados.
Conceitos-chave
diagrama P–V
ciclo de Carnot
ciclo Otto
ciclo Diesel
ciclo Stirling
ciclo Rankine
ciclo-padrão a ar
rendimento térmico
Como funciona
Num mesmo plano P–V alternam-se ciclos idealizados: Carnot (duas isotermas e duas adiabáticas de gás ideal, nR = 1), Otto e Diesel (ciclo-padrão a ar, γ = 1,4), Stirling (duas isotermas e duas isócoras), Rankine — quadrilátero qualitativo P–v sem tabelas de vapor. Os eixos se ajustam ao ciclo escolhido para a forma do laço aparecer; os números absolutos entre ciclos não se comparam. O rendimento dos gases segue as fórmulas usuais; no Rankine, uma estimativa pela área do esboço.
Perguntas frequentes
Por que, ao trocar o ciclo, os números nos eixos saltam?
Cada ciclo se desenha nas próprias unidades do modelo. Comparam-se a forma do laço e as cores dos trechos, não uma escala P–V única para todas as máquinas.
O Rankine aqui é tão preciso quanto na página completa do ciclo?
Não. Passou só o esboço P–v; o diagrama T–s com a cúpula e o balanço por entalpias ficam na página do ciclo Rankine. η aqui é ilustração, não o balanço térmico de uma usina.
O Stirling atinge o rendimento de Carnot?
O Stirling ideal com regenerador perfeito e isotermas e isócoras reversíveis tem o mesmo limite que Carnot entre os mesmos reservatórios. Nas máquinas reais perdem-se trabalho no atrito e no regenerador imperfeito.