sexta-feira, 3 de julho de 2009

Máquinas Térmicas !

Segunda Lei da Termodinâmica e a
Máquina Térmica
-
A primeira lei da Termodinâmica estabelece que a energia se conserva sempre, não importando e que forma se apresente.Abaixo, o texto proposto pelos físicos Max Planck(1858-1947)e Lord Kelvin(1824-1907), com base no qual se estabelece o funcionamento de uma máquina térmica:
"É impossível a construção de uma máquina térmica que opere em ciclos, tendo como efeito único retirar calor de uma fonte térmica e convertê-lo integralmente em trabalho."

A princípio de funcionamento das máquinas térmicas foi estabelecido pelo físico francês Nicolas Sadi Carnot(1796-1832)antes de ser enunciada a segunda lei da Termodinâmica.Estudando essa máquinas, Carnot percebeu que era fundamental uma diferença de temperaturas para que uma máquina térmica funcionasse, tanto quanto uma diferença de altura o é para o funcionamento de uma roda-d'água,por exemplo.
Quando o engenheiro escocês James Watt( 1736-1819) aperfeiçoou a máquina a vapor, no século XVIII, estava aplicando importantes conhecimentos adquiridos no estudo do calor.Usada para movimentar diversos instrumentos, a energia do vapor permitiu a fabricação de grandes variedades de máquinas, que trouxeram enormes progressos e grandes mudanças sociais em todo o mundo.A descoberta de que o calor , ao provocar a vaporização da água, pode colocar corpos em movimentos, foi naquele mesmo século pelo físico françês Denis Capin (1647-1714).A transformação da energia do calor em energia mecânica pode ser observada até mesmo na cozinha de nossa casa: a água em ebulição empurra a tampa da panela por causa do aumento da pressão exercida.Podemos chamar de máquina térmica qualquer sistema em que seja possível realizar a transformação de calor em energia mecânica.O estudo das máquinas térmicas nos permite visualizar o que há de impressionante nessas máquinas utilizadas pela humanidade e porque dependemos delas atualmente. O estudo possibilita a abordagem de questões fundamentais para a Física como o seu funcionamento, as transformações gasosas e o princípio fundamental da conservação da energia.

Você sabia que...?


A ''maria- fumaça'', locomotiva a vapor usada antigamente para puxar os vagões de um trem , era uma máquina térmica.



Máquinas Térmicas!


Máquinas térmicas são máquinas que realizam trabalho e lidam com a variação de temperatura. Normalmente, as máquinas térmicas retiram calor da fonte quente e transferem-no para a fonte fria, o que define sua eficiência. Uma máquina térmica tem maior eficiência se transforma mais calor em trabalho, transferindo, portanto, menos calor na fonte fria.
As máquinas térmicas utilizam energia na forma de calor (gás ou vapor em expansão térmica) para provocar a realização de um trabalho mecânico. Por isso o cilindro com pistão móvel é um dos principais componentes dessas máquinas: o gás preso dentro do cilindro sob pressão, quando aquecido, expande-se, deslocando o pistão e realizando trabalho.
Apesar dos diferentes tipos de máquinas térmicas, elas obedecem as seguintes características:
*recebem calor de uma fonte quente (reator nuclear, coletor de energia solar, fornalha a combustível, etc);
*conservam apenas parte deste trabalho;
*rejeitam o calor que não foi usado para um reservatório chamado
fonte fria;
*funcionam por ciclos.
As máquinas térmicas e outros dispositivos que funcionam por ciclos utilizam normalmente um fluido para receber e ceder calor ao qual se dá o nome de fluido de trabalho. O trabalho líquido do sistema é simplesmente a diferença de trabalho da fonte quente e da fonte fria:
Wt = W2 − W1 (1)
onde: Wt é trabalho líquido ou total da máquina térmica; W2 é o trabalho da fonte quente; W1 é o trabalho da fonte fria.
O trabalho pode ser definido a partir das trocas de calor:
Wt = Q2 − Q1 (2)
onde Q2 e Q1 são respectivamente o calor cedido da fonte quente e o calor recebido pela fonte fria.

2 comentários: