O MOTOR A VAPOR

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Em 1698, mais de mil anos após a máquina de Heron, surgiu a primeira máquina a vapor de interesse industrial, Thomas Savery, um engenheiro militar inglês criou um motor que poderia ser utilizado dentro das fábricas, dando assim um passo importante para a Revolução Industrial. Essa máquina tinha por objetivo retirar água dos poços de minas de carvão, porém poderia explodir devido à utilização de vapor a alta pressão.

Por volta de 1712, o inglês Thomas Newcomen, aperfeiçoando as máquinas de Savery e Papin, idealizou uma nova máquina térmica que poderia ser utilizada em minas profundas com menor risco de explosões e que, além de elevar a água, poderia elevar cargas. Sua máquina foi um sucesso na Europa durante o século XVIII.

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Foi em 1765 que James Watt, um fabricante de instrumentos para a Universidade de Glasgow, estudando a máquina de Newcomen, procurava uma maneira de aumentar sua eficiência e abaixar os custos com o carvão utilizado como combustível. A máquina de James Watt era muito parecida com a de Newcomen, mas existia uma segunda câmara ("câmara da condensação"), onde era criado o vácuo. Esta modificação foi muito eficaz, pois permitia que o pistão ficasse à mesma temperatura que o vapor, logo não haveria troca de calor entre eles, fazendo com que não houvesse perda de energia. Outra vantagem seria a de resfriamento, pois a câmara de condensação separada poderia ficar em uma temperatura mais baixa, necessitando um resfriamento menor.

Foi James Watt que fixou o HP como unidade de medida para determinar a potência de uma máquina. Na época, considerou a carga que um cavalo poderia elevar. Hoje o Hp é à potência necessária para elevar um metro de altura uma massa de 75 kg em um segundo.[pic 8]

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- Rendimento

O rendimento do motor a vapor é dado pela mesma definição do rendimento das máquinas térmicas, alias o motor a vapor é uma máquina térmica. E, mediante a isto o rendimento das máquinas térmicas pode ser, de uma maneira geral, a razão entre o trabalho total e o trabalho (ou calor) necessário para que ela funcione, ou seja, é o que se obtém pelo que se dá de trabalho:

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O rendimento é a eficiência com que uma máquina térmica funciona. Em geral o rendimento das máquinas é baixo:

- motores a vapor rendem em média 10%

- motores de automóveis rendem em média 22%;

- motores a diesel rendem em média 25%;

- grandes turbinas a gás da ordem de 33%

- o motor de Stirling tem um dos maiores rendimentos, podendo chegar a 40%

- Conclusão

Vemos, ao decorrer da pesquisa que o motor a vapor, por ser o primeiro motor feito que utiliza a transformação de calor em energia, ou seja, em meio a isto realizar trabalho, tem um rendimento inferior a motores atuais. Mas vimos também que ele foi de extrema importância na época de industrialização.

Concluímos que este motor é um resultado do comprimento das leis da termodinâmica que dizem que: - 1ª Lei: o princípio da conservação de energia aplicada à termodinâmica, o que torna possível prever o comportamento de um sistema gasoso ao sofrer uma transformação termodinâmica. - 2ª Lei: O calor não pode fluir, de forma espontânea, de um corpo de temperatura menor, para um outro corpo de temperatura mais alta; é impossível a construção de uma máquina que, operando em um ciclo termodinâmico, converta toda a quantidade de calor recebido em trabalho.

Referências:

-“Termodinâmica (1): Calor, trabalho e rendimento” http://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/termodinamica-1-calor-trabalho-e-rendimento.htm

Acesso:10/11/2015

-“Máquina a vapor” http://www.if.ufrgs.br/cref/leila/vapor.htm

Acessado: 09/10/2015

- “Motor a vapor” - Wikipédia, a enciclopédia livre.

https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_vapor

Acesso: 09/10/2015

- “Funcionamento do motor a vapor” – UOL

http://ciencia.hsw.uol.com.br/motor-a-vapor1.htm