Revolução Industrial e aperfeiçoamento histórico de máquinas térmicas

Prévia do material em texto

Revolução Industrial e aperfeiçoamento histórico de máquinas térmicas 
Alunos: Hiroshi, j.p,ana heloisa, vitor, Ana luisa 
Revolução industrial 
A Revolução Industrial desenvolveu marcadamente a indústria têxtil, a mineração e a metalurgia. O desenvolvimento das máquinas passou, necessariamente, pelo avanço tecnológico das ciências, primordial para a sua melhoria e para o aumento de rendimento.
O primeiro dispositivo que se aproxima de uma máquina a vapor de que se tem conhecimento data de meados de 100 a.C. e foi idealizado por Heron de Alexandria. Mas a ideia de usar máquinas para substituir o trabalho manual não era muito atrativa numa sociedade aristocrata, na qual a mão de obra escrava era abundante.
O uso do vapor-d’água (chamado de substância de trabalho) para realizar trabalho por meio da expansão – processo de evaporação da água e posterior condensação por resfriamento –, como princípio de funcionamento de uma máquina a vapor, só foi adotado em 1690, pelo físico Francês Denis Papin (1647-1712). Sua idealização influenciou o engenheiro Thomas Savery (1650-1715), que, em 1698, desenvolveu a primeira máquina de utilidade prática, usada em minas de carvão, ficando conhecida como “Amiga do Mineiro”.
 Motor Newcomen
O inglês Thomas Newcomen (1664-1729), ferreiro e mecânico, construiu uma máquina em 1712 que ficou conhecida como motor Newcomen, cujo princípio, baseado numa caldeira com vapor- -d’água, é até hoje utilizado em usinas. Alguns anos mais tarde, em 1763, o engenheiro escocês  (1736-1819) recebeu um modelo da máquina de Newcomen para consertar. Watt se interessou profundamente pelas máquinas a vapor e, não só consertou a máquina de Newcomen, como a aperfeiçoou. Ele teve a perspicácia de perceber que aproximadamente 3/4 da energia do vapor eram perdidos no resfriamento que ocorria no cilindro. Então, construiu um condensadconsideravelmente or numa parte separada da máquina, o que aumentou o seu rendimento. 
Trabalho em processos termodinâmicos
Trabalho de um gás
Ao estudarmos uma máquina térmica, precisamos considerar, além da quantidade de calor Q trocado entre o sistema e o ambiente, o trabalho de uma força, ​ , realizado pelo gás ou pelo ambiente externo sobre o gás.
Consideremos, por exemplo, um recipiente com um pistão móvel, contendo certa massa de gás. Quando o gás é aquecido, a agitação das moléculas aumenta e elas empurram o pistão, ou seja, o gás expande, aumentando seu volume. Na expansão, o gás empurra o pistão; portanto, exerce uma força sobre ele, fazendo-o se deslocar para cima.
No diagrama  p×V, um processo isobárico é representado por uma linha horizontal.
O produto da variação do volume pela pressão, que resulta no trabalho realizado, equivale exatamente à área do gráfico no diagrama p × V. Essa é uma maneira prática de se obter o trabalho realizado pelo gás, ou sobre o gás, por meio do diagrama  p × V.
Da mesma forma, quando um gás é resfriado, isto é, quando ele perde calor para o ambiente externo, a agitação das moléculas diminui e há uma compressão, ou seja, o gás diminui de volume.
Trabalho de uma força e potência
Você já ouviu falar nas unidades horse-power (HP)(HP) e cavalo-vapor (CV)(CV)?
Essas unidades foram criadas há mais de 200 anos e têm relação com o desenvolvimento das máquinas a vapor e a Revolução Industrial.
No século XVIII, os cavalos eram utilizados para realizar a maioria das tarefas que exigiam força. Com o surgimento das máquinas a vapor, foi necessário evidenciar a vantagem das máquinas em relação ao que já existia. Por isso, foram criadas unidades de potência relacionadas à potência com que um cavalo conseguia realizar certa atividade.