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Carnot Game é um jogo interativo inspirado nos conceitos do Ciclo de Carnot. Nele, o jogador desafiado a alternar entre três fontes térmicas (quente, isolante e fria) para maximizar a pontuação de trabalho gerado em um motor virtual. O objetivo é dominar a sequência e o tempo das quatro transformações do ciclo, fazendo as trocas de fontes com precisão para evitar que o motor exploda ou congele. Quanto maior a sua habilidade em executar as trocas no momento certo, maior a pontuação e seu progresso no jogo.

Nota para os entusiastas da Física

O Ciclo de Carnot é um conceito teórico perfeito que, para existir, precisaria operar de forma infinitamente lenta e sem qualquer atrito: condições impossíveis no mundo real. Por isso, uma simulação fiel não seria interativa. O Carnot Game é a nossa interpretação lúdica e acelerada, que transforma os princípios do ciclo em um desafio de habilidade e reflexo, focando na sequência correta das etapas para uma experiência divertida. Se você curtiu o desafio, que tal dar o próximo passo? Desafie-se a descobrir por que este ciclo, mesmo sendo impossível de existir, é um dos conceitos mais importantes da termodinâmica e da engenharia!!

• Troca de Fontes Térmicas: O jogo permite alternar entre a fonte quente, a fonte fria e o isolante com um único botão.

• Pontuação de Desempenho: A pontuação é baseada na sua precisão ao executar a sequência de trocas térmicas, gerando um “trabalho” virtual que reflete sua habilidade.

• Efeitos Visuais de Temperatura: As partículas exibem variações de cor (vermelho a azul) e velocidade, refletindo as mudanças de temperatura e a movimentação das partículas no cilindro.

• Efeitos Visuais de Pressão: O pistão vibra conforme a pressão interna do cilindro aumenta, que é influenciada pelas colisões dinâmicas das partículas.

• Níveis e Pontuação: A pontuação do jogador se classifica em diferentes níveis com base na precisão do ciclo, como ‘Iniciante’, ‘Estudante Curioso’, até ‘Nicolas Léonard Sadi Carnot’ para os jogadores mais habilidosos.

• Limitação de Trocas: O jogador pode fazer apenas 9 trocas de fontes térmicas, com a última troca resultando em uma explosão caso seja a fonte quente.

• 499-: Iniciante 🐣
• 500 – 539: Estudante Curioso 🧐
• 540 – 579: Estudante Aplicado 📘
• 580 – 619: Universitário Iniciante ✏️
• 620 – 659: Universitário Dedicado 📚
• 660 – 699: Professor de Física 🧑‍🏫
• 700 – 709: Professor de Termodinâmica 🔥
• 710 – 719: Gênio da Física 🧠
• 720+: Nicolas Léonard Sadi Carnot ⚙️

Realizar as trocas de fontes térmicas (quente, fria e isolante) de maneira eficiente para maximizar o trabalho gerado e evitar que o pistão trave ou o cilindro exploda.

• Troca de Fontes : O jogador pode realizar até 9 trocas de fontes térmicas, com a última troca resultando em uma explosão do cilindro se for feita com a fonte quente.
• Emperramento do Pistão : O pistão pode emperrar nos limites de volume máximo ou mínimo se o tempo de troca não for adequado.

• Pontuação: O jogador é recompensado com pontos pela sua precisão e habilidade ao seguir a sequência de transformações inspirada no ciclo de Carnot.

Você pode mudar entre os idiomas Português e Inglês clicando no botão no canto superior direito.

• TypeScript : Linguagem de programação.
• Babylon.js : Motor gráfico para a renderização 3D.
• Havok : Motor de física (para interações físicas realistas).
• Vite.js : Ferramenta para build e desenvolvimento.
• VS Code : Editor de código.
• GitHub : Plataforma para controle de versão e colaboração.

Desenvolvimento

A programação desta simulação foi estruturada utilizando Módulos ES6 e uma arquitetura modular baseada no padrão Modelo-Visão-Controlador (MVC) adaptado com o uso de callbacks para comunicação. A arquitetura MVC foi escolhida e ajustada para garantir modularidade, reuso de código e eficiência no desenvolvimento.

O Modelo gerencia os dados e implementa a lógica central da simulação. A Visão é responsável por renderizar a interface gráfica (GUI) e apresentar os dados ao usuário. O Controlador coordena a comunicação entre o Modelo e a Visão, servindo como mediador entre os dois.

O fluxo de dados entre os módulos é organizado por interfaces explícitas e callbacks configurados dinamicamente. Esses callbacks permitem que eventos e ações sejam tratados de forma direta e centralizada, garantindo flexibilidade e controle sobre as interações entre os componentes.

A escolha pelos callbacks, em vez de mecanismos mais complexos, como máquinas de estados finitos (FSM), observables ou event emitters, reduz a complexidade do sistema, mantendo a clareza e a rastreabilidade do fluxo de dados. Essa abordagem simplificada também favorece o desempenho, especialmente em aplicações onde a modularidade e a responsividade são prioridades.

Este projeto é protegido por direitos autorais e está sob licença proprietária . Não está disponível para distribuição, modificação ou uso comercial sem a permissão explícita do autor.

Copyright (c) 2024 Rafael João Ribeiro.

Este projeto foi desenvolvido por:

• Prof. Dr. Rafael João Ribeiro Instituto Federal do Paraná (IFPR) www.fisicagames.com.br