ATPES TERMODINÂMICAS

ATPS DE TERMODINÂMICA

DESAFIO

O estudo de máquinas térmicas constitui um dos pilares da termodinâmica, devido à sua grande importância prática, como por exemplo, no desenvolvimento de turbinas e Motores, dos mais variados tipos. Dentre esses, os motores de combustão interna, utilizado. Em automóveis, são amplamente estudados para o desenvolvimento de novas tecnologias, que permitam um maior rendimento. Esses motores operam em ciclos termodinâmicos o que motiva o estudo dos processos termodinâmicos a ele inerentes tais como combustão, injeção e Exaustão.

Introdução A termodinâmica é o ramo da física que estuda as relações entre o calor trocado, representado pela letra Q, e o trabalho realizado, representado pela letra τ, num determinado processo físico que envolve a presença de um corpo e/ou sistema e o meio exterior. É através das variações de temperatura, pressão e volume, que a física busca compreender o comportamento e as transformações que ocorrem na natureza.

Comentário sobre a História da termodinâmica.

História

A temperatura é provavelmente o primeiro conceito termodinâmico. No final do século XVI, Galileu Galilei inventou um termômetro rudimentar, o termoscópio, ao qual se seguiram outros inventos com a mesma finalidade. O objetivo desses instrumentos era medir uma quantidade até então indefinida, mais objetiva na natureza do que as sensações fisiológicas de calor e frio. Na época, acreditava-se que a temperatura fosse uma potência motriz que provoca a transmissão de certo eflúvio de um corpo quente para outro mais frio. Mas não se sabia explicar ainda o que era transmitido entre os corpos. Francis Bacon, em 1620, e a Academia Florentina, alguns anos depois, começaram a fazer a distinção entre essa emanação e a temperatura. Somente em 1770, porém, o químico Joseph Black, da Universidade de Glasglow, diferenciou-as de maneira clara. Misturando massas iguais de líquidos a diferentes temperaturas, ele mostrou que a variação de temperatura em cada uma das substâncias misturadas não é igual em termos quantitativos. Black fundou a ciência da calorimetria, que levou à enunciação da teoria segundo a qual o calor é um fluido invisível chamado calórico. Um objeto se aquecia quando recebia calórico e se esfriava quando o perdia. A primeira evidência de que essa substância não existia foi dada, no final do século XVIII, pelo conde Rumford (Benjamin Thompson). Demonstrou-se, posteriormente, que o que se troca entre corpos de temperaturas diferentes é a energia cinética de seus átomos e moléculas, energia também conhecida como térmica. Em 1824, Sadi Carnot, um engenheiro militar francês, tornou-se o primeiro pesquisador a preocupar-se com as características básicas das máquinas térmicas e a estudar o problema de seu rendimento. A contribuição de Carnot à solução do problema, embora teórica, foi de importância fundamental, pois demonstrou as características realmente significativas do funcionamento das máquinas térmicas, ou seja: (1) que a máquina recebe de uma fonte qualquer certa quantidade de calor a temperatura elevada; (2) que ela executa um trabalho externo; e (3) que rejeita calor a temperatura mais baixa do que a correspondente ao calor recebido.

Etapa 1 passo 1 Pesquisar como funciona o sistema de refrigeração de um motor de combustão interna, qual é o tipo de substância utilizada como líquido de arrefecimento e quais as suas propriedades O sistema de arrefecimento é o responsável pelo controle da temperatura de um motor a combustão interna. Nos automóveis mais antigos, providos de motores com baixa eficiência volumétrica e altos valores de tolerância e folgas internas, existia somente a preocupação de se dissipar o calor gerado pelo motor, que trabalhava em temperaturas baixas se comparado aos atuais, algo em torno de 80 a 90°C.Até a fase fria era mais demorada, onde o aquecimento total levava algo em torno de 10 minutos. Nos motores modernos, devido à alta eficiência volumétrica (que resulta em boa potência em relação à capacidade cúbica), ao gerenciamento eletrônico do motor, aos cofres menores, com pouco espaço a favorecer o aquecimento, tempo de aquecimento rápido (3 minutos), entre outros, qualquer mudança na sua temperatura leva à alteração da quantidade de combustível injetado e o ponto de ignição. Portanto, quando o sistema de arrefecimento trabalha na temperatura ideal, o motor terá maior durabilidade, menor desgaste e atrito, maior economia de combustível, menos manutenção, emitirá menos gases poluentes e aumentará seu desempenho. Nesta edição vamos apresentar o funcionamento e os principais componentes são: Funcionamento, bomba d’água, ventoinha, mangueiras, etc.

Funcionamento

O líquido de arrefecimento circula sob pressão por todas as partes internas das galerias de água do motor. A bomba d’água é responsável pela circulação da água por todo este circuito. Normalmente a bomba é do tipo rotativo, que geralmente é acionada pelo motor através da correia. O líquido de arrefecimento em seu percurso passa por diversos canais dentro do bloco motor, cabeçote, mangueiras efetuando assim a troca de calor. Porém, enquanto a temperatura desse motor for baixa (motor frio), este circuito de circulação permanecerá fechado até que o motor atinja a temperatura ideal de funcionamento, e a partir deste instante, a válvula termostática iniciará o processo de troca do líquido de arrefecimento.

Componentes:

Bomba d’água: Bombeia o líquido de arrefecimento fazendo circular no sistema; geralmente é acionada pela correia junto com o alternador.

Radiador: Quando o líquido de arrefecimento passa por ele perde calor, baixando a sua temperatura e consequentemente a do motor.

Válvula termostática: Bloqueia ou desvia o ciclo do líquido, para não passar pelo radiador enquanto o motor não estiver na temperatura de trabalho. Quando o motor estiver na sua temperatura de trabalho, a válvula se abre permitindo a passagem do líquido para o radiador. A válvula termostática antiga possui acionamento mecânico e alguns automóveis já estão sendo fabricados com válvula termostática elétrica controlada pela central de injeção eletrônica.

Ventoinha: Sistema de passagem de ar forçado. Utilizado para forçar a passagem