Maquinas termicas

Máquinas Térmicas e Refrigeradores

Transformando calor em trabalho

Calor pode ser útil!
• O calor é o produto final de uma transformação energética
– Exemplos cotidianos (xícara de café, automóvel, bola de basquete) – O calor pode ser considerado um lixo: um produto inútil

• Algumas vezes, calor é o que queremos
– Água quente, cozinhando, aquecimento de ambiente

• O calor pode ser forçado a fazer algo útil (e.g., trabalho mecânico)
– Isto é chamado “máquina térmica”

O conceito de uma máquina térmica
• Toda vez que existir uma diferença térmica entre dois corpos, existe um potencial para fluxo de calor • Exemplos:
– Calor flui para fora de um prato de sopa – Calor flui para dentro de um copo de cerveja – Calor flui da areia quente para o seu pé

• A velocidade do fluxo depende da natureza do contato e da condutividade térmica dos materiais • Como somos racionais, podemos canalizar parte deste fluxo para obtermos algum trabalho

Calor → Trabalho
• Alguns exemplos de trasformação de energia:
– O ar sobre o capô quente de um carro aquece, ganhando energia cinética – O mesmo ar sobe, ganhando energia potencial gravitacional – O vento é um produto da diferença térmica – A geração de energia nas termoelétricas também devese a diferença de temperatura.

Máquinas a Vapor

Máquinas térmicas são comuns

- Em termoelétricas (carvão, nuclear, …) - in carros, aviões, barcos… - Em fábricas, em casa…

Esquema de uma planta de uma termoelétrica

Nomenclatura em uma máquina térmica
• Alguns símbolos importantes:
– – – – – – – – – – Th temperatura do corpo quente (hot) Tc temperatura do corpo frio (cold) ∆T = Th–Tc diferença térmica qh quantidade de calor que flui do corpo quente qc quantidade de calor que flui para o corpo frio w é quantidade de trabalho mecânico útil ∆Sh variação de entropia no corpo quente ∆Sc variação de entropia no corpo frio ∆Stot variação de entropia total (sistema) ∆U variação total de energia no sistema