máquinas térmicas

MÁQUINAS TÉRMICAS – CICLOS TERMODINÂMICOS

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

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Desde a Antiguidade a Mecânica e a Física Térmica eram estudadas separadamente, contudo sempre houve indícios de que deveria existir alguma relação entre as duas, visto que se era possível obter aquecimento por atrito, então era possível, dessa forma, obter calor a partir do trabalho mecânico.

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Assim surgiu a Termodinâmica, cujo objetivo é estudar a transformação do calor em energia mecânica.

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A Termodinâmica é regida por duas leis fundamentais: a Primeira Lei da Termodinâmica diz que a energia se transforma, mas sempre se conserva, já a Segunda Lei da Termodinâmica trata da possibilidade ou impossibilidade de se aproveitar certo tipo de energia.

Primeira lei da termodinâmica

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É o principio da conservação da energia, transformando de um tipo em outro.

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Para todo e qualquer sistema termodinâmico há uma função característica, que é conhecida como energia interna. Sabendo disso podemos enunciar essa primeira lei da seguinte maneira: a variação da energia interna entre dois sistemas pode ser determinada pela diferença entre a quantidade de calor e o trabalho trocado com o meio ambiente. Matematicamente essa lei pode ser escrita da seguinte forma:

ΔU = Q – T
Onde:
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Q é a quantidade de calor recebida ou cedida;

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T é o trabalho realizado pelo sistema ou que é realizado sobre o mesmo;

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ΔU é a variação da energia interna do sistema.

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Por exemplo, em uma usina termoelétrica, queima-se combustível (gás natural, carvão, etc), que libera a energia química , transformando essa energia em calor, que é absorvido pela água, que se converte em vapor. Na sequência, a energia acumulada no vapor é transmitida à turbina, que movimenta um eixo (energia mecânica), e este gira um gerador capaz de transformar a energia mecânica em energia elétrica.

Esquema de geração de energia elétrica em uma usina termoelétrica

Princípios da