Máquinas Térmicas

Máquinas Térmicas

Em termodinâmica, máquinas térmicas são sistemas que realizam a conversão de calor ou energia térmica em trabalho mecânico. Isto se dá quando uma fonte de calor leva uma substância de trabalho de um estado de baixa temperatura para um estado de temperatura mais alta. A substância de trabalho (normalmente gás ou vapor em expansão térmica) transfere essa energia através de sua expansão no interior da máquina térmica acionando o sistema mecânico (pistão, rotor ou outro) e realizando trabalho. Durante essa expansão, a substância de trabalho perde calor para o meio. O trabalho pode ser definido a partir das trocas de calor:

\ W_t=Q_2-Q_1 (1)

onde Q_2 e Q_1 são respectivamente o calor cedido da fonte quente e o calor recebido pela fonte fria.

As máquinas térmicas se distinguem de outros tipos por operarem, fundamentalmente, de acordo com Ciclo de Carnot. Apesar de sua limitação de eficiência, têm uma grande vantagem que são várias formas de energia que podem ser transformadas em calor como reações exotérmicas ( como combustão), absorção de luz de partículas energéticas, fricção, dissipação e resistência. Como a fonte de calor que abastece a energia térmica da máquina pode ser gerada virtualmente por qualquer tipo de energia, estas são extremamente versáteis e como enorme gama de aplicação.

Na sequência segue trabalho relacionado a uma dessas máquinas térmicas e sempre que oportuno, novos artigos serão disponibilizados.

Ciclo Termodinâmico Stirling (download)

Introdução

O motor Stirling é um motor térmico muito diferente do motor de combustão interna dos automóveis, por exemplo.

Inventado por Robert Stirling em 1816, o motor Stirling é mais eficiente do que um motor diesel ou a gasolina. Mas hoje, os motores Stirling são usados somente em alguns casos específicos, como em submarinos ou geradores de energia auxiliar para iates, onde o funcionamento silencioso é importante. Apesar do motor Stirling não ter tido grande sucesso comercial, alguns inventores de grande talento trabalham ainda hoje neste motor.