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Máquina Térmica: o que significa?

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Em termodinâmica, uma máquina térmica é um sistema mecânico responsável por realizar a conversão de calor ou energia térmica através de um trabalho mecânico específico. Isto acontece normalmente quando uma fonte de calor leva uma substância de trabalho de um estado de temperatura baixa, até um estado com temperatura elevada.

A substância de trabalho passa a diante essa energia através da expansão dela mesma que ocorre no interior da máquina térmica fazendo com que o sistema mecânico funcione tornando o trabalho possível. Durante essa expansão, a substância de trabalho tende a perder calor.

O trabalho pode ser definido a partir das trocas de calor, segue abaixo a formula para que você possa entender melhor:

Q1 = t + Q2 → t = Q1 – Q2

As máquinas térmicas tornam-se alternativas a outros tipos por trabalharem, fundamentalmente, de acordo com Ciclo de Carnot.

Apesar de ela ter uma certa limitação em termos de eficiência, têm uma grande vantagem a oferecer que são as inúmeras formas de energia que podem ser facilmente convertidas em calor como reações exotérmicas como por exemplo, absorção de luz de partículas energéticas, fricção, dissipação e resistência.

Igual a fonte de calor que supri a energia térmica da máquina pode ser reproduzida virtualmente por todos os tipos de energia, estas são verdadeiramente maleáveis contendo uma enorme gama de aplicação.

Em termodinâmica, máquinas térmicas são comumente criadas baseando-se em um modelo base, como o Ciclo Otto. O modelo teórico pode ser sofisticado e aumentado com dados reais de um motor que se encontra em vigor, usando ferramentas como um diagrama indicador.

Desde a criação do modelo base, poucas mudanças entraram em vigor, podemos concluir que um ciclo termodinâmico é um exemplo perfeito de um motor mecânico. Generalizando os termos, quanto maior a diferença na temperatura entre a fonte de calor e o dissipador frio, maior é a térmica potencial do ciclo.

A temperatura baixo nível da máquina térmica está limitada a temperatura do ambiente, ou seja, não muito menor a 300 Kelvin. Por conta desse fator que a maiorias dos esforços que se fizeram na intenção de melhorar as eficiências termodinâmicas das máquinas térmicas tem como foco o aumento da temperatura de origem, dentro dos limites de resistência do material.

Motor a combustão

Aqui nós vamos comentar sobre algumas fases do motor de combustão para que você possa entender como ele funciona.

Fase 1

Uma mistura a base de gases que foram muito bem dosados por um carburador ou pela injeção eletrônica, enchem o cilindro à medida que o pistão libera espaço, fazendo com que todo o sistema tenha uma pressão constante.

Esta mistura separa uma parte de combustível para cada 15 partes de ar, entretanto dosagens alternativas podem otimizar o desempenho do motor de acordo com necessidade. Neste início do processo ainda não existe nenhum princípio termodinâmico.

Fase 2

Em seguida o pistão se ergue e comprime a mistura gasosa. Essa compressão pode ser nomeada como uma transformação adiabática, por que ela acontece de uma forma muito rápida é muito rápida e não permite que o gás troque calor com o meio externo. Nesse período a pressão do gás se encontra muito elevada assim como a temperatura.

É importante que você leve em consideração que o motor precisa estar em movimento para poder funcionar, ou seja, o pistão deve ser ativo e estar em movimento antes da mistura gasosa ser inserida e o motor iniciar seu funcionamento normal.

Essa partida inicial do pistão era feita com uma manivela nos primeiros carros que foram inventados, e atualmente é feita por um motor elétrico auxiliar, que é alimentando pela bateria do veículo.

Essas são algumas das 4 fases que representam o processo de funcionamento do motor de combustão.


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