Fisica

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leituras de

física
GREF

Física Térmica.

para ler, fazer e pensar

4

19. A todo vapor
20. Cavalos de Aço
21. O gelo ao alcance de todos
22. Potência e Perdas Térmicas
23. Calor Presença Universal: a retomada

C1. Medida e controle de temperatura
C2. Fontes e trocas de calor
C3. Transformações térmicas.
C4. Calor e produção

Leituras deFísica é uma publicação do

GREF - Grupo de Reelaboração do Ensino de Física
Instituto de Física da USP

EQUIPE DE ELABORAÇÃO DAS LEITURAS DE FÍSICA
Anna Cecília Copelli
Carlos Toscano
Dorival Rodrigues Teixeira
Isilda Sampaio Silva
Jairo Alves Pereira
João Martins
Luís Carlos de Menezes (coordenador)
Luís Paulo de Carvalho Piassi
Suely Baldin Pelaes
Wilton da Silva Dias
Yassuko Hosoume(coordenadora)
ILUSTRAÇÕES:
Fernando Chuí de Menezes
Mário Kano

GREF - Instituto de Física da USP
rua do Matão, travessa R, 187
Edifício Principal, Ala 2, sala 305
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financiamento e apoio:

Convênio USP/MEC-FNDE
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junho de 1998

19

A todo vapor.
Para gerar eletricidade
precisamos fazer girar
um eixo.
O vapor pode ser usado
para provocar esse
giro?
As usinas geradoras de eletricidade transformam energia
mecânica de rotação do eixo da turbina em energia elétrica.
Como é produzido o movimento de rotação de uma turbina a
vapor?
Numa usina termoelétrica a energia se conserva?
73

Euma usina termonuclear, como funciona?

19

A todo vapor.

A turbina a vapor.

A turbina a vapor é uma máquina térmica que utiliza o
vapor d'água para movimentar suas hélices, produzindo a
rotação do seu eixo. É essa rotação que nas usinas
termoelétricas vai acionar o gerador elétrico.
Ela é constituída de uma caldeira, de um conjunto de
hélices (turbina), de um condensador e de umabomba.

Se para girar a hélice é necessário vapor a alta pressão e
temperatura, poderia se pensar em injetar o vapor de volta
à caldeira sem antes liquefazê-lo. Isto porém, não pode
ser feito porque acarretaria um trabalho muito grande
realizado pela bomba, pois o vapor pode ser muito
comprimido dificultando o bombeamento.

NA CALDEIRA A PRESSÃO DO
VAPOR É CONTROLADA POR

A função docondensador é resfriar o vapor, que ao circular
pela serpentina (envolvida por água corrente), perde calor
até liquefazer.

VÁLVULAS TAL COMO NUMA
PANELA DE PRESSÃO.

A água à temperatura de 1000C é então facilmente
bombeada para caldeira. Se a água fosse resfriada, atingindo
temperaturas menores, a caldeira seria sobrecarregada com
a tarefa de aquecê-la até a ebulição.
A água, substânciade operação, é aquecida na caldeira
pela queima externa do combustível, em geral carvão
mineral fervendo a alta pressão.
O vapor aquecido até cerca de 3000C escapa por diferença
de pressão e através de uma tubulação chega até o
conjunto de hélices ou turbina, para a qual transfere parte
de sua energia cinética produzindo a rotação do eixo da
turbina. Como consequência o vapor tem suapressão e
temperatura diminuída.

74

Por que é necessário um
condensador na turbina a
vapor?

Depois de passar pelas hélices o vapor é resfriado numa
serpentina, se condensa e a água chega à bomba.
A água bombeada para a caldeira vai garantir a continuidade
do processo neste ciclo fechado da turbina a vapor.

As transformações da
substância de operação.
Em cada componente da turbina...
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