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Relatório de Física Experimental III
2004/2005

Engenharia Física Tecnológica

MOTOR DE STIRLING

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Estudo de um motor térmico

Trabalho realizado por:
Ricardo Figueira, nº53755;
André Cunha, nº53757
Tiago Marques, nº53775
Grupo 1; 3ªfeira 16-20h

Lisboa, 19 de Abril de 2005

Introdução Teórica
O trabalho descrito neste relatório destina-se a analisar o comportamento termodinâmico do chamado motor de Stirling. Inventado por Robert Stirling no início do século XIX, este tipo de motor é caracterizado pela sua capacidade de gerar movimento através do aproveitamento do comportamento termodinâmico de um gás submetido a uma oscilação térmica periódica.
O funcionamento do motor de Stirling pode ser descrito por um ciclo com o mesmo nome que consiste em quatro fases: contracção, aquecimento, expansão e arrefecimento (obviamente, estes termos são relativos ao gás em uso no motor). Graficamente, podemos representar este ciclo da seguinte forma:

Figura 1: Diagrama PV e TS de um ciclo de Stirling

Teoricamente, para as mesmas temperaturas, o ciclo de Stirling em condições ideais possui o mesmo grau de eficiência que o ciclo de Carnot, ou seja:

η = 1−

TC
.
TH

Antes de descrever em detalhe as diferentes fases do ciclo de Stirling, é importante descrever o aparato usado. Naturalmente, dada a simplicidade do conceito base, existem várias abordagens para criar um motor que se enquadre nesta classe. Desta forma, os engenheiros classificaram-nos em três configurações distintas: alfa, beta e gamma.
Neste procedimento experimental usou-se um motor de Stirling do tipo beta.
Esta configuração consiste num cilindro cujas extremidades são pólos térmicos
(num temos uma fonte de calor e no outro, um sistema de arrefecimento). O gás usado, o ar, é transferido entre os dois pólos térmicos através de um êmbolo deslocador (que contém um regenerador que aumenta a eficiência térmica do