Máquinas Térmicas

e Energia

1- Caldeira

• Queima de combustível Ferve substância (água)

Líquido vapor

• Vapor a alta pressão faz gira pás, o vapor transfere sua energia cinética

para as pás

• As pás faz girar um eixo

• O vapor passa por um condensador

• A água volta para a caldeira ‘jogada’ por uma bomba

caldeira

turbina

Condensador

Bomba e gráfico do ciclo

2 – Motores a combustão Nos motores a combustão o virabrequim, recebe

trabalho do gás, uma mistura de gasolina e gás.

Como toda máquina térmica o motor funciona em ciclos

O mais comum são os ciclos de 4 tempos.

1- Admissão

2 – Compressão

3 - Explosão

Leis da Termodinâmica

1ª Lei

ΔU= Q - τ

Q = ΔU + τ

2ª Lei

Geladeira – outra máquina térmica,

mas com troca não espontânea

O freon é comprimido, sofrendo

assim aumento de pressão e

temperatura

Perde

calor e se

liquefaz

Função de

diminuir a

pressão

Potência e rendimento

O motor mais potente é aquele que realiza

mais trabalho em uma unidade de tempo:

Já o rendimento indica quanto trabalho é

produzido em relação ao calor que

recebe:

P = W/t

η=W/Q

Conclusão

Em uma máquina é impossível

transformar todo o calor em trabalho, e

sempre parte dele tem de ser cedido à

fonte fria, em acordo com a segunda lei da

termodinâmica.

Carnot, criou uma máquina térmica,

procurando minimizar as perdas:

Ciclo de Carnot

Pergunta Por que temos que economizar energia se

a física diz que ela não se perde?

R: Em qualquer máquina térmica parte da

energia é transformada em calor e se

perde, não podendo mais ser utilizada,

Isso devido a entropia

Outra pergunta: o que é entropia?

R:

Veja, o caso de duas canecas com água. Se a gente conseguir medir a

entropia desse sistema vai constatar que a entropia das canecas

separadas, com temperaturas desiguais, é menor que a entropia delas

quando juntas, com a mesma temperatura. Logo, um processo natural pode

ocorrer no sentido de igualar as temperaturas mas nunca no sentido

inverso.

Energia utilizada no planeta: