Máquinas térmicas – a 2ª lei da termodinâmica

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Máquinas térmicas – a 2ª lei da termodinâmica

  1. 1. Profª: Daniela Fontana Almenara Disciplina: Física Turma: 2º Ano do Ensino médio Governo do Estado de Rondônia Secretaria de Estado da Educação – SEDUC E.E.E.F.M. Cel. Aluízio Pinheiro Ferreira Rolim de Moura – RO
  2. 2. • Dispositivo que transforma calor em trabalho mecânico. • A primeira Máquina Térmica foi inventada por Heron, no século I d.C. Ele construiu o dispositivo da figura abaixo, onde o vapor formado pelo aquecimento da água, ao escapar pelos orifícios mostrados na figura colocava em rotação uma esfera de metal. • Entretanto a máquina de Heron não foi usado com objetivo prático, para produzir grandes quantidades de energia mecânica, isso só veio a acontecer no século XVIII.
  3. 3. • As primeiras máquinas térmicas inventadas no século XVIII, além de bastante precárias, apresentavam rendimentos muito baixos, isto é, consumiam grande quantidade de combustível para produzir um trabalho relativamente pequeno. • Em 1970 James Watt apresentou um novo modelo de máquina térmica.
  4. 4. • A máquina de Watt foi inicialmente empregada para movimentar moinhos e acionar as bombas que retiravam água de minas subterrâneas e, posteriormente, nas locomotivas e barcos a vapor. • A máquina a vapor passou a ser amplamente usada nas fábricas para acionar os mais diversos dispositivos industriais. • Considerada um dos fatores que provocaram a chamada Revolução Industrial no século XVIII.
  5. 5. • A máquina térmica de Watt deu origem a novos modelos mais aperfeiçoados, entre eles destaca-se a Locomotiva a Vapor
  6. 6. • Os modelos de máquina a vapor são muito pouco usados atualmente. Porém a energia térmica do vapor continua sendo empregada em larga escala nas centrais termelétricas, para movimentar um outro modelo de máquina térmica, denominada turbina a vapor.
  7. 7. • No decorrer do século XX foram inventados vários outros tipos de máquinas térmicas, destacando-se entre elas os motores de explosão, as turbinas a vapor, os motores a jato, etc.
  8. 8. • Denomina-se rendimento, R, de uma máquina térmica a relação entre o trabalho, T, que ela realiza em cada ciclo, e o calor, Q, absorvido, durante o ciclo, da fonte quente. • Então, o rendimento de uma máquina térmica será tanto maior quanto maior for o trabalho que ela realiza, para uma quantidade de calor absorvida.
  9. 9.
  10. 10. • "É impossível construir uma máquina, operando em ciclos, tendo como único efeito retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho".
  11. 11. • Nicolas Leonard Sadi Carnot evidenciou que para uma máquina térmica funcionar era fundamental a existência de uma diferença de temperatura. Ele estabeleceu que: Na conversão de calor em trabalho de modo contínuo, a máquina deve operar em ciclos entre duas fontes térmicas, uma fonte quente e uma fonte fria. Em cada ciclo, a máquina retira uma quantidade de calor Q1 da fonte quente, que é parcialmente convertida em trabalho τ, e rejeita para a fonte fria a quantidade de calor Q2 que não foi convertida.
  12. 12. • Realizar as atividades do livro didático, pág 103, exerc. 40, 42, 43 e 44.

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