Termodinamica ATPS

Sumário pág.

INTRODUÇÃO..........................................................................................................03

CONTRIBUIÇÃO DOS CIENTISTAS NA TERMODINÂMICA..................................................................................................04

REFRIGERAÇÃO DE UM MOTOR.........................................................................05

PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA................................................................08

MODOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR

NOS MOTORES AUTOMOTIVOS..........................................................................09

BIBLIOGRAFIA........................................................................................................11

INTRODUÇÃO

Conceito:

Termodinâmica: A palavra tem origem grega θερμ (therme) que significa calor e δυναμις dynamis, que significa potência. De um modo geral, calor significa energia em trânsito, e dinâmica se relaciona com movimento.

Portanto, Termodinâmica é o ramo da física que estuda as transformações e transferência de energias.

Sistema Termodinâmico: É definido como uma quantidade de matéria de massa e identidades fixas, sobre qual nossa atenção está sendo dirigida. Tudo o que está externo do sistema é chamado de vizinhança, e que separar vizinhança do sistema, chamamos de fronteira, que pode ser fixa ou móvel. (Exemplo figura 1).

Tipos de Sistemas:

Sistema Aberto: Matéria pode ser transferida da fronteira entre os sistemas e suas vizinhanças. Troca de matéria e energia.

Sistema Fechado: Matéria não pode passar através da fronteira. Troca de matéria e energia. Ocorre troca de energia.

Sistema Isolado: Não é influenciado de forma alguma pela vizinhança, ou seja não ocorre transferência de matéria e nem troca de energias..

CONTRIBUIÇÃO DOS CIENTISTAS NA TERMODINÂMICA

Segue abaixo três cientistas que contribuíram para o desenvolvimento da Termodinâmica Clássica:

Nicolas Léonard Sadi Carnot: Físico, matemático e engenheiro francês que deu o primeiro modelo teórico de sucesso sobre as máquinas térmicas, o ciclo de Carnot (Funciona entre duas transformações isotérmicas e duas adiabáticas alternadamente, permite menor perda de energia (Calor) para o meio externo (fonte fria) e apresentou os fundamentos da segunda lei da termodinâmica.

Motor Carnott: Um motor de Carnot é um dispositivo ideal que descreve um ciclo de Carnot. Trabalha entre duas fontes, tomando calor Q1 da fonte quente e a temperatura T1, produzindo um trabalho W, e cedendo um calor Q2 a fonte fria a temperatura T2.

Rudolf Julius Emanuel Clausius: Físico e matemático , ele é considerado um dos fundadores centrais da ciência da termodinâmica, por reafirmar o princípio de Carnot conhecido como ciclo de Carnot, com uma base mais sólida ele pôs a teoria do calor mais verdadeira. Expôs pela primeira vez as ideias básicas da segunda lei da termodinâmica e introduziu o conceito de entropia.

Joseph Black: Descobriu que o gelo absorve calor sem mudar de temperatura enquanto derrete. Concluiu deste fato que o calor deve ter-se combinado com as partículas do gelo e se tornado latente.

Deduziu que aplicando calor no gelo quando o mesmo está no ponto de fusão não causa um incremento de temperatura da mistura água/gelo, porém aumenta a quantidade de água na mistura. A teoria do calor latente deixou Black famoso, porém ele também demonstrou que diferentes substancias tem diferentes calores específicos.

REFRIGERAÇÃO DE UM MOTOR

O Sistema de Refrigeração tem por objetivo dissipar calor, impedindo que os elementos mecânicos do motor atinjam temperaturas muito elevadas ao entrarem em contato com os gases da combustão. Para resfriar materiais ou peças utiliza-se um radiador. Em computadores utiliza-se dissipador uma estrutura metálica que apresenta bom contato com o ar, perdendo calor com mais eficiência que a superfície original.

No caso de carros, geladeiras, ar condicionado, por exemplo, aparecem radiadores e dissipadores.

Quando o calor é muito grande, ou deseja-se que o sistema seja mais silencioso, é possível usar um circuito de resfriamento com água, que tem capacidade de absorver bastante calor. Porém, essa água precisa ser resfriada, e é bombeada para um radiador externo, onde perde calor para o radiador e volta para resfriar o sistema. adiabáticas alternadamente, permite menor perda de energia (Calor) para o meio externo (fonte fria).

Líquido de arrefecimento:

Sua função é efetuar a troca de calor, ele ganha calor quando passa pelo motor a explosão e perde calor ao passar no radiador. Esse líquido pode ser água pura , porém há vantagens em utilizar aditivos que modificam as propriedades dessa água. Pode ser mistura de água com aditivos anti-oxidantes (previne a corrosão dos elementos metálicos do sistema), anti-congelantes (previne a formação de cristais de gelo quando o liquido atinge aproximadamente 0ºC, e consequente aumento interno de pressão).

Alguns carros mais antigos (poucos) usam motores refrigerados a ar. Em vez de um líquido circulando pelo motor, o bloco e o cabeçote são dotados de aletas que aumentam a área de absorção de calor e de contato com o ar,