MOTORES A COMBUSTÃO INTERNAMOTORES A COMBUSTÃO INTERNAMOTORES A COMBUSTÃO INTERNAMOTORES A COMBUSTÃO INTERNAMOTORES A COMBUSTÃO INTERNAMOTORES A COMBUSTÃO INTERNAMOTORES A COMBUSTÃO INTERNAMOTORES A COMBUSTÃO INTERNA

DISCIPLINA: FÍSICA 1DISCIPLINA: FÍSICA 1

PROFESSOR: DEMETRIUSPROFESSOR: DEMETRIUS

SÉRIE: 2º ANOSÉRIE: 2º ANO

CICLOS TERMODINÂMICOS REAISCICLOS TERMODINÂMICOS REAISOs motores de combustão interna a 4 tempos Os motores de combustão interna a 4 tempos –– o Ciclo Ottoo Ciclo Otto

1 1 -- ADMISSÃOADMISSÃO• Com o êmbolo (pistão) no PMS (ponto morto

superior) é aberta a válvula de admissão,enquanto se mantém fechada a válvula deescape. A dosagem da mistura gasosa éregulada pelo sistema de alimentação, quepode ser um carburador ou pela injeçãoeletrônica, em que se substitui o comandoeletrônica, em que se substitui o comandomecânico destes sistemas por um eletrônico econseguindo-se assim melhores prestações,principalmente quando solicitadas respostasrápidas do motor. O êmbolo é impulsionadopara baixo pelo veio de manivelas(virabrequim), move-se então até ao PMI(ponto morto inferior). A este passeio doêmbolo é chamado o primeiro tempo do ciclo,ou tempo de admissão.

2 2 -- COMPRESSÃOCOMPRESSÃO

• Fecha-se nesta altura a válvula deadmissão, ficando o cilindro cheio com amistura gasosa, que é agora comprimidapelo pistão, impulsionado no seu sentidopelo pistão, impulsionado no seu sentidoascendente em direção à cabeça do motorpor meio de manivelas até atingir de novoo PMS. Na animação observa-se quedurante este movimento as duas válvulasse encontram fechadas. A este segundopasseio do êmbolo é chamado o segundotempo do ciclo, ou tempo de compressão.

3 3 -- EXPLOSÃOEXPLOSÃO

• Quando o êmbolo atingiu o PMS, a mistura gasosa quese encontra comprimida no espaço existente entre aface superior do êmbolo e a cabeça do motor,denominado câmara de combustão, é inflamadadevido a uma faísca produzida pela vela e "explode".O aumento de pressão devido ao movimento deexpansão destes gases empurra o êmbolo até ao PMI,expansão destes gases empurra o êmbolo até ao PMI,impulsionando desta maneira por meio de manivelase produzindo a força rotativa necessária aomovimento do eixo do motor que será posteriormentetransmitido às rodas motrizes. A este terceiro passeiodo êmbolo é chamado o terceiro tempo do ciclo,tempo de explosão, tempo motor ou tempo útil, umavez que é o único que efetivamente produz trabalho,pois durante os outros tempos, apenas se usa aenergia de rotação acumulada no volante ("inércia domovimento"), o que faz com que ele ao rodar permitaa continuidade do movimento por meio de manivelasdurante os outros três tempos.

4 4 -- EXPULSÃOEXPULSÃO

• O cilindro encontra-se agora cheio degases queimados. É nesta altura, emque o êmbolo impulsionado por meiode manivelas retoma o seu movimentoascendente, que a válvula de escape seabre, permitindo a expulsão para aascendente, que a válvula de escape seabre, permitindo a expulsão para aatmosfera dos gases impelidos peloêmbolo no seu movimento até ao PMS,altura em que se fecha a válvula deescape. A este quarto passeio doêmbolo é chamado o quarto tempo dociclo, ou tempo de exaustão(escape).

Uma reflexão sobre as máquinas térmicas...Uma reflexão sobre as máquinas térmicas...

• O estudo das máquinas térmicas chamou aatenção dos físicos pois sempre um conjuntode características eram notadas em seufuncionamento...funcionamento...

• O calor sempre fui do corpo mais quente parao mais frio. O inverso só ocorre comrealização de trabalho.

• Um máquina térmica sempre depende deduas fontes: uma quente e outra fria.

• Não é possível transformar todo o calorretirado de uma fonte quente em trabalho,retirado de uma fonte quente em trabalho,mas é possível transformar todo trabalho emcalor.

Essas constatações foram sintetizadas naSEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA.

2ª Lei da Termodinâmica 2ª Lei da Termodinâmica –– Enunciado de ClausiusEnunciado de Clausius

• “O calor flui espontaneamentede um corpo quente para umcorpo frio. O inverso só ocorrecom realização de trabalho.”

• Rudolf Emmanuel Clausius , 1850

2ª Lei da Termodinâmica 2ª Lei da Termodinâmica –– Enunciado de KelvinEnunciado de Kelvin

• “É impossível, para umamáquina térmica que operaem ciclos, converterintegralmente calor emintegralmente calor emtrabalho”.

• Lorde Kelvin, 1851