Máquinas Térmicas

MÁQUINAS TÉRMICAS

As máquinas térmicas são dispositivos que basicamente permitem obter trabalho a partir de um fluxo de energia sob a forma de calor entre duas fontes de temperaturas diferentes. Segundo Lord Kelvin, é impossível transformar toda energia calórica extraída de uma fonte em trabalho, por esse motivo, o restante não utilizado é transferido para outra fonte a uma temperatura menor. O calor é passado de forma espontânea, da fonte mais quente – com maior temperatura – para mais fria – com menor temperatura. As máquinas térmicas, geralmente, funcionam pelo processo de expansão de um gás no seu interior. A energia proveniente pelo aquecimento da água ou combustão de um combustível (fontes de calor) é transformada em trabalho e a outra parte passa por condução térmica (transferência de calor devido ao gradiente de temperatura) até a fonte de menor temperatura.

Como em todo sistema, uma máquina térmica usa o princípio de conservação de energia, isto é, transforma o calor em trabalho, porém em partes, pois seu rendimento é inferior a 100% ou 1. Ou seja:

Q1 = t + Q2  t = Q1 – Q2

Onde: Q1 = fonte de calor recebido pela máquina. Q2 = fonte de calor cedido. t = trabalho realizado.

Podemos observar que o trabalho realizado será expresso pela diferença de quantidade de energia sob forma de calor compartilhada. O rendimento de uma máquina térmica é denotado pela razão entre o trabalho que a máquina gera ( t ) e a energia da fonte quente em forma de calor ( Q1 ). Definimos então:



As máquinas térmicas são muito importantes para a vida humana, são utilizadas nos motores automotivos, a vapores além de existirem as máquinas frigoríficas, onde o processo é o inverso, porém com energia elétrica envolvida.

A MÁQUINA DE HERON (EOLÍPILA)

Heron de Alexandria foi um grego, matemático e engenheiro, que viveu em