M quinas T rmicas

Capítulo 7

Máquinas Térmicas

Objetivos
Ao final desta aula, você deverá ser capaz de:
1. Entender a transformação de energia térmica em trabalho.
2. Evidenciar que calor e trabalho são formas de transferir energia.
3. Entender como é produzido o movimento de rotação de uma turbina a vapor. 4. Discutir o funcionamento de motores a combustão e evidenciar os princípios físicos da Termodinâmica.
5. Aplicar a primeira lei da Termodinâmica aos processos e ciclos termodinâmicos reversíveis.
6. Discutir o funcionamento do refrigerador e apresentar a segunda lei da termodinâmica. 7. Calcular o rendimento dos dispositivos que transformam calor em trabalho. 8. Calcular a eficiência dos refrigeradores.

Máquinas térmicas na história
1. Heron de Alexandria (100 d.C.): A eolípila produzia rotação por meio da ejeção de vapor de água.
2. Giovanni Branca (1629): Um jato de vapor impulsionava uma roda de pás que, por meio de engrenagens, transmitia o seu movimento aos dois pilões. 3. Huygens (1680): Idealizou uma máquina que utilizava a explosão da pólvora e a pressão atmosférica para produzir movimento e realizar um trabalho. 4. Denis Papin (1690): Assistente de Huygens, foi quem viu “vantagens” em usar vapor de água em lugar de explosão da pólvora.
Consistia em um cilindro no qual corria um pistão conectado a uma barra. Uma pequena quantidade de água colocada no cilindro e aquecida externamente produzia vapor, que fazia o pistão subir, sendo aí seguro por uma presilha.
O cilindro é então resfriado e o vapor no seu interior se condensa.
A presilha é solta manualmente e a pressão atmosférica força o pistão a baixar, levantando um peso C.

5. Thomas Savery (1698): Esta máquina foi concebida para criar uma diferença de pressão e, por isso era utilizada para retirar água das minas de carvão.

A máquina de aspiração de Savery foi bastante usada, e ainda hoje, conhecida como pulsômetro, é empregada em esvaziamentos temporários. Entretanto, não oferecia segurança, consumia muito