Máquinas a vapor

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SUMÁRIO


INTRODUÇÃO 4
1. CONCEITOS TERMODINÂMICOS 5
1.1 Lei Zero da Termodinâmica 7
1.2 Primeira Lei da Termodinâmica 8
1.3 Segunda Lei da Termodinâmica 9
1.4 Terceira Lei da Termodinâmica 10
1.5 Entropia 11
2. HISTÓRIA DAS MÁQUINAS A VAPOR 13
3. CRIADORES DA MÁQUINA A VAPOR 15
3.1 Thomas Newcomen 15
3.2 James Watt 16
3.3 George Stephenson 17
4. MÁQUINA A VAPOR 19
4.1Classificação das Máquinas a Vapor 20
4.2 Componentes 20
4.3 Eficiência 21
5. TIPOS DE MÁQUINAS A VAPOR 22
5.1 Locomotivas a Vapor 22
5.2 Turbinas a Vapor 23
CONCLUSÃO 25




INTRODUÇÃO


Este trabalho visa apresentar, analisar e estudar o conceito de Máquina a Vapor, a fim de conhecer o seu funcionamento e analisar as suas vantagens e desvantagens. Apresentaremos de forma resumida, a históriadas Máquinas a Vapor e suas diferentes aplicações, além de apresentar os inventores responsáveis por fazerem da Máquina a Vapor instrumento de tamanha expressão e importância para a humanidade.
Descreveremos as Leis Termodinâmicas que regem toda transformação de calor em energia, e os conceitos físicos necessários para compreender as máquinas térmicas.
As empresas buscam cada vez mais melhorar asua produtividade, através de ações de melhorias, usando máquinas e operações que facilitem o trabalho e tragam ganhos financeiros. Partindo dessa premissa, utilizamos de todo o estudo realizado nesse trabalho para verificar a viabilidade da utilização de Máquinas a Vapor atualmente em indústrias.
A conclusão do trabalho apresenta as vantagens e desvantagens das Máquinas a Vapor na atualidade.1. CONCEITOS TERMODINÂMICOS


Todas as máquinas a vapor funcionam baseadas no princípio de que o calor é uma forma de energia, esse calor pode ser utilizado para produzir trabalho, e seu funcionamento obedece às leis da Termodinâmica.
A termodinâmica é o ramo da física que se baseia nas leis fundamentais que o calor e o trabalho obedecem. Alguns conceitos físicos devemser conhecidos para a compreensão total do funcionamento das máquinas a vapor.
Denomina-se “sistema” o ambiente onde ocorre o processo térmico e todo o restante do ambiente é denominado “vizinhança”. Um sistema termodinâmico fechado é a quantidade de matéria com massa e identidade fixas. Tudo que é externo ao sistema é denominado meio ou vizinhança. O sistema é separado por fronteiras e essasfronteiras podem ser móveis ou fixas. Calor e trabalho podem cruzar a fronteira. Paredes que permitam que o calor através delas, como as do bloco do motor, são chamadas “paredes diatérmicas”. Já as paredes perfeitamente isolantes que não permitem que o calor se transfira do sistema para a vizinhança são conhecidas como “paredes adiabáticas” (Sistema Isolado é aquele que não é influenciado, de formaalguma, pela vizinhança, ou seja, calor e trabalho não cruzam a fronteira do sistema).
O calor é definido como sendo a forma de energia transferida através da fronteira de um sistema numa dada temperatura, em virtude da diferença de temperatura entre os dois sistemas. Isto é, o calor é transferido do sistema à temperatura superior ao sistema à temperatura inferior, e a transferência de calorocorre unicamente devido à diferença de temperatura entre os dois sistemas.
Outro aspecto desta definição de calor é que um corpo nunca contém calor. Ou melhor, o calor pode somente ser identificado quando ele atravessa a fronteira. Assim, o calor é um fenômeno transitório. A quantidade de calor sensível é definida por:



Onde, c é definido como calor específico; e para muitas substâncias, auma certa variação de temperatura, o calor específico é constante; portanto:



Para entender o que as leis da termodinâmica têm a dizer a respeito da relação entre calor e trabalho, é necessário descrever a condição física ou o estado de um sistema. Considerando um balão com ar quente, o próprio ar quente seria o sistema, e a membrana do balão faz o papel das paredes que separam este...
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