Máquinas térmicas

As máquinas térmicas são máquinas capazes de converter calor em trabalho. Elas funcionam em ciclos e utilizam duas fontes de temperaturas diferentes, uma fonte quente que é de onde recebem calor e uma fonte fria que é para onde o calor que foi rejeitado é direcionado.
A respeito das máquinas térmicas é importante saber que elas não transformam todo o calor em trabalho, ou seja, o rendimento de uma máquina térmica é sempre inferior a 100%.

Rendimento de uma máquina térmica
Usando o princípio de conservação de energia, temos:
Q1 = t + Q2 → t = Q1 – Q2
O rendimento de uma máquina térmica é a razão entre a potência útil, trabalho produzido pela máquina térmica, e a potência total calor fornecido a máquina térmica pela fonte quente:

A máquina térmica é um dispositivo que transforma a energia interna de um combustível em energia mecânica. Também pode ser definida como o dispositivo capaz de converter calor em trabalho.
Tanto as máquinas térmicas a vapor, que operam com o vapor d'água produzido em uma caldeira, quanto as máquinas térmicas de combustão interna que operam devido aos gases gerados pela queima de combustíveis, têm seu funcionamento baseado no aumento da energia interna das substâncias envolvidas e no trabalho realizado, e tanto a energia interna, quanto o trabalho, dependem da quantidade de energia na forma de calor que foi transferida à substância.Basicamente, uma máquina térmica é constituída por dois reservatórios, como mostra a figura. O calor flui do reservatório à temperatura elevada (fonte quente) para o reservatório à temperatura mais baixa (fonte fria), obedecendo a Segunda Lei da termodinâmica e transformado parte do calor que sai da fonte quente em trabalho.
Podemos calcular o rendimento de uma máquina térmica se sabemos o quanto de trabalho ela produz (T) e o quanto de calor foi fornecido pela fonte quente (Q).
Matematicamente, podemos expressar o rendimento (R) por: R=T/Q , que resulta sempre em um valor menor do que 1 ou 100%.
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