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Projeto de maquinas térmicas
Componentes do grupo: José Sapir, Guilherme Serrano, Joao Fonseca e Gabriel Palatnic
Turma: 803
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Escola parque,Quarta-feira, Maio 04, 2005

1ª Questão:
Vários modelos de máquinas de transformam energia térmica em energia dinâmica já eram conhecidas muito antes da Revolução Industrial: a Máquina de Heron da Alexandria também funcionava a partir da transformação da energia térmica em energia dinâmica.
Na Máquina de Heron ocorre o seguinte: a água da caldeira [1], ao receber energia térmica, passa para a forma de vapor, ganhando força elástica. O vapor sai com grande velocidade, empurrando a extremidade da haste [2] no sentido contrário, resultando em movimento. Neste modelo de Heron podemos observar a Terceira Lei de Newton - Ação e Reação. Apesar de Newton ter formulado esta relação muitos séculos depois, podemos perceber que seus princípios já eram conhecidos.


A máquina a vapor contribuiu decisivamente para a Revolução Industrial. Com ela, o homem pôde aumentar a produção nas indústrias, suprindo o consumo em um mercado crescente. Além da utilização em indústrias, as locomotivas e os navios movidos a vapor possibilitaram o incremento do transporte de pessoas e mercadorias. O setor da geração de energia elétrica se desenvolveu com as termoelétricas, algumas existentes até os dias atuais.
O funcionamento é simples: aquecendo-se a água que está dentro da caldeira [1], ela entra em ebulição; a força elástica da água aumenta a pressão interna do cilindro [2], empurrando o pistão [3] até o final do cilindro, girando a polia [4]. O movimento produzido na polia aliado à diminuição na pressão interna do cilindro faz com que o pistão volte para o início do cilindro, repetindo o movimento em ciclos. O movimento de vai e vem é então transformado em movimento circular. Assim, podemos notar a transferência da energia térmica em energia dinâmica.



2ª Questão:
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As máquinas a vapor surgiram no século XVIII, mas foi durante o século XIX que esses tipos de máquinas foram aperfeiçoadas e muito utilizadas, causando a "revolução industrial". Além de seu uso em indústrias, as máquinas a vapor foram usadas no transporte (navios, trens, e até automóveis a vapor). Os cientistas estudaram a conversão do trabalho em calor e do calor em trabalho, fizeram a lei da conservação da energia, determinaram as leis do rendimento de máquinas térmicas e estabeleceram o conceito de entropia e a segunda lei da termodinâmica.As maquinas a vapor já eram utilizadas na mineração, desde o final do século XVII, na substituição de tração animal para elevação de água nas minas profundas. A possibilidade de se desenvolver uma outra forma de tração que não fosse animal e que não estivesse sujeita a variações imprevisíveis, fez com que procurassem aperfeiçoa-las para aumentar sua eficienciencia e viabiliza-las economicamente. E assim apos muitos estudos, watt desenvolveu a maquina a vapor de movimentos circulatórios, que passou a ser empregada como forca motriz em vários processos industriais, porque ao mesmo tempo estava havendo um grande crescimento nas industrias de aço. E nessa época ainda mecanizaram as industrias têxteis.

3ª Questão
TERMOELÉTRICA : eletricidade produzida diretamente do calor.Uma usina termoelétrica queima combustível, como carvão, para transformar água em vapor. O vapor segue para uma turbina, que move um gerador elétrico, uma máquina que converte movimento em eletricidade.
No interior do gerador, uma bobina gira em um campo magnético, entre os pólos de um imã ou eletroimã. Iniciando o fluxo de corrente elétrica pela bobina.


Locais de instalaçao
- Minas de carvão, refinarias de petróleo ou outra fonte de combustível;
- Próximas à uma fonte de água;
- Afastada de grandes centros urbanos;
- Locais de bom acesso disponível (portuários, ferroviários etc).
- (http://www.celetro.com.br/termomais.htm)
benefícios
-Atrair indústrias para suas proximidades, devido à disponibilidade de energia;
-Utilização de rejeitos ou produtos descartáveis como cinza, gesso etc;
-Utilização de recursos minerais como: minas de carvão, calcário e argilas.
Todos esses fatores somados geram empregos (mão-de-obra), estimula a economia local promovendo o progresso e melhorando a qualidade de vida dos cidadãos.


4ª Questão:
Sim. A geladeira parte um principio muito simples: se o calor não sai espontaneamente de um corpo frio para um corpo quente, nós vamos forçá-los a sair! Em vez de o gás realizar trabalho, nós realizaremos trabalho sobre ele!
Como isso é feito? Trata-se de outro processo em que ocorrem transformações gasosas.
Sabemos que, quando expandimos um gás, sua pressão diminui, assim como sua temperatura. Por um cano fino que passa pelo interior da geladeira, um gás é solto e se expande a baixa pressão. Nessa expansão, a temperatura do gás diminui. Com isso, o gás retira calor do ambiente que está a sua volta, ou seja, do interior da geladeira. Um compressor que está na geladeira comprime o gás(freon, em geral) que se encontra numa câmara.
Atrás da geladeira existe outro cano, fino e comprido, por onde o gás sai do interior da geladeira. Ele libera o calor para a atmosfera, para novamente repetir o processo.



5ª Questão:
O motor a gasolina é mais eficiente do que a maquina a vapor. Isso significa que a energia térmica cedida pela gasolina é maior.
Vários tipos de motores foram construídos em busca de melhor rendimento, alguns com quatro cilindros, outros com seis. Mas, mesmo assim, o rendimento de motores a combustão ainda é muito baixo.

6ª Questão
O motor a diesel, pois ele manda para o ar diversos residuos poluentes, enquanto a maquina a vapor so libera no ar o vapor d'agua que nao é poluente. A mquina a vapor so polui quando usa como combustivel:
Lenha - acaba com as florestas e polui o ar com fuligem preta
Gás natural - polui o ar com CO2 e provoca o efeito estufa
Gás GLS - polui o ar com CO2 e provoca o efeito estufa
Derivados de petróleo - polui o ar com fuligem preta e CO2
Carvão vegetal - polui o ar com CO2 e acaba com as florestas Carvão mineral - polui o ar com CO2 e produz muita fuligem preta
Resistência elétrica e bobinas de indução - NÃO POLUI O MEIO AMBIENTE
Aquecimento solar - NÃO POLUI O MEIO AMBIENTE, porem é caro, o rendimento e baixo e só funciona de dia e sem nuvens





7ª Questão:
O rendimento mede a eficiência com que uma máquina térmica converte o fluxo de energia na forma de calor em fluxo de energia na forma de trabalho. O rendimento é definido como a razão entre o trabalho realizado no ciclo e a quantidade de energia retirada da fonte quente na forma de calor:

h = W/Q2
ou
h = 1 - Q1/Q2


8ª Questão:
Pelo enunciado de Kelvin para a segunda lei da Termodinâmica, Q1 é sempre diferente de zero daí, h < 1. Portanto, é impossível construir uma máquina térmica que transforme integralmente a energia retirada de uma fonte térmica na forma de calor em trabalho por um processo cíclico.

Bibliografia
www.terra.com.br/fisicanet/cursos/fis2g28.pdf
www.adorofisica.com.br/trabalhos/ fis/equipes/maquinasavapor/motordiesel.htm
http://www4.prossiga.br/lopes/prodcien/fisicanaescola/cap20-8.htm
http://www.ufsm.br/gef/MaqTer.htm
http://axpfep1.if.usp.br/%7Egref/tremo/termo1.pdf
http://axpfep1.if.usp.br/%7Egref/tremo/termo4.pdf
http://www.bibvirt.futuro.usp.br/textos/exatas/fisica/tc2000/fis2g28.pdf
http://www.adorofisica.com.br/trabalhos/fis/equipes/maquinasavapor/maquinavapor.htm
http://www.geocities.com/wernervana/indexp.html
http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/locm0/locom0.html
http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica7/funciona/barcovapor.htm
http://www.nenos.com/sabia/vapor.htm
http://www.brasiloeste.com.br/noticia/1141/educaçao-são-francisco

José Sapir, Joao Fonseca, Guilherme e Gabriel P., às 8:52:14 AM
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