Maquinas Termicas

UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA-MG

RELATÓRIO DE LABORATÓRIO DE FÍSICA

Nome: Luiza Assis Ribeiro Turma: T3

Matrícula: 80029

1- TÍTULO: MÁQUINAS TÉRMICAS:

• Verificação do princípio básico de funcionamento de máquinas térmicas.

2- OBJETIVO GERAL:

• O objetivo dessa prática é verificar o funcionamento de algumas máquinas térmicas como os motores de um carro, refrigeradores.

3- FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:

A palavra máquina origina-se do grego mechane que significa qualquer dispositivo engenhoso ou invenção. Uma máquina é definida como um aparelho composto por várias partes com funções definidas. Heron de Alexandria, que viveu por volta de 130 a.C., era um grande inventor. Catalogou os primeiros instrumentos chamados de máquinas simples: a alavanca, a roda e eixo, a roldana, a cunha e a rosca. A máquina térmica é um dispositivo que transforma a energia interna de um combustível em energia mecânica. Também pode ser definida como o dispositivo capaz de converter calor em trabalho. Tanto as máquinas térmicas a vapor, que operam com o vapor d'água produzido em uma caldeira, quanto as máquinas térmicas de combustão interna que operam devido aos gases gerados pela queima de combustíveis, têm seu funcionamento baseado no aumento da energia interna das substâncias envolvidas e no trabalho realizado, e tanto a energia interna, quanto o trabalho, dependem da quantidade de energia na forma de calor que foi transferida à substância. Quando um fluido passa de uma situação inicial i para uma situação final f, caracterizadas, respectivamente, pelas coordenadas termodinâmicas (Pi, Vi, Ti) e (Pf, Vf, Tf), o trabalho W realizado por ele (ou sobre ele) é dado pela equação:

W = ∫ PdV

Assim, o trabalho realizado depende não apenas dos estados inicial e final, mas também dos estados intermediários, isto é, do caminho seguido pelo sistema durante os processos ocorridos. Num diagrama PV, esse trabalho pode ser determinado a partir da área sob a curva. Caso o processo seja cíclico, no entanto, quando são coincidentes as situações final e inicial, o trabalho total realizado é representado pela área interna entre as curvas correspondentes à expansão e compressão do fluido. A Primeira Lei da Termodinâmica estabelece uma relação entre o trabalho realizado e a quantidade de calor envolvida em um processo:“Em toda transformação entre calor e trabalho, a quantidade de calor entregue ao sistema é igual ao trabalho realizado por ele, somado à variação de energia interna do mesmo.” Este princípio não faz restrições quando a possibilidade de conversão entre dois tipos de energia. Verificou-se que, na natureza, a transformação de energia mecânica em térmica pode ser realizada integralmente, sem dificuldades. No entanto, a transformação inversa, do calor em trabalho, que muito mais interessa ao homem, sob o ponto de vista utilitário, não é totalmente possível. Esta observação é consubstanciada no