Nesse trabalho iremos falar sobre uma transformação da energia
mecânica em calor. Também conhecida como termodinâmica.
A termodinâmica
trata do estudo da relação entre o calor
e o trabalho,
ou, de uma maneira mais prática, o estudo de métodos para a transformação e
energia térmica em energia de movimento.
Um exemplo na aplicação desse estudo é a máquina térmica.
Uma máquina térmica é um equipamento que pode transformar calor
em trabalho. Esses aparelhos funcionam entre duas fontes, uma quente e uma
fria, e do fluxo de calor da fonte quente para a fonte fria, parte é
transformada em trabalho.
Vale lembrar que nenhuma máquina térmica tem rendimento de 100%.E para termos um
bom rendimento, é necessário que a máquina opere entre uma temperatura muito
alta e uma muito baixa.
Máquina á vapor
Máquina a vapor
é o dispositivo inventado para dar movimento a outras máquinas, cujo
combustível para acionar seu conjunto é o vapor d’água. Desenvolvido no século
XVIII, sua tecnologia continuou a ser utilizada e aperfeiçoada até o início do
século XX.
Denis Papin e Thomas Savery, no final do
século XVII, desenvolvem os primeiros motores a vapor de uso prático e de interesse
industrial, mas a verdadeira revolução na área foi a criação de Thomas Newcomen
em 1712, do chamado "motor de Newcomen", que foi o primeiro tipo de
motor a vapor a ser amplamente usado. O próximo grande avanço seria realizado
por James Watt, em 1769, que criou uma máquina com um condensador que
minimizava as perdas de calor e que possuía outras finalidades como propulsão
de moinhos e tornos, com o movimento de rotação substituindo o de sobe e desce.
A partir das modificações de Watt, os
motores a vapor passaram a movimentar as primeiras locomotivas, barcos,
fábricas, além de fundições e minas de carvão. e, dessa forma, constituíram a
base da Revolução Industrial.
Um típico motor a vapor de pistão,
amplamente empregado nas locomotivas funcionava a partir de um válvula
corrediça, responsável por permitir que o vapor em alta pressão entrasse em
qualquer lado do cilindro. Para a válvula deslizar, é necessária uma haste de
comando, geralmente conectada a uma ligação com uma cruzeta. O vapor é depois
liberado na atmosfera pela chaminé
Numa locomotiva a vapor, a
cruzeta normalmente se liga à haste motriz, e daí às hastes de acoplamento,
responsáveis pelo acionamento das rodas da locomotiva, e que por sua vez, se
conecta a uma das três rodas motrizes. As três rodas são conectadas por hastes
de acoplamento de modo que girem em uníssono, juntas.
Os primeiros automóveis utilizavam motores a vapor,
mas foi aos poucos sendo substituído pelo motor de combustão interna,
alimentado por gasolina. Eles eram mais seguros (o vapor poderia espirrar
quando o dono tentasse manusear o motor) e seu acionamento era mais rápido
(motores a vapor necessitavam que sua água esquentasse até o ponto de vapor,
como numa chaleira).
Nos automóveis atuais, o carburador foi substituído pela injeção
eletrônica, que é responsável por uma mistura mais eficiente de oxigênio e
gasolina. O funcionamento desses equipamentos pode ser resumido em quatro
etapas e por isso eles são chamados de motores de quatro tempos, sendo estes:quatro
tempos
·
A admissão - A válvula de
admissão é aberta e o pistão aspira a mistura de ar e gasolina.
·
A compressão - A válvula de admissão é fechada, e a
mistura é comprimida pelo pistão.
·
A explosão - Na parte superior do cilindro está a
vela que provoca uma faísca e uma explosão da mistura. Esta explosão aumenta a
pressão do gás que empurra o pistão para baixo enquanto que a sua temperatura
cai de maneira significativa. Durante esse processo, as válvulas de admissão e
escape permanecem fechadas.
·
O escape - A válvula de admissão permanece
fechada, enquanto que a de escape se abre. Os gases residuais da explosão saem
por essa válvula e pelo tubo de escapamento.
