BOMBA DE CALOR E A TERMODINÂMICA

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BOMBA DE CALOR E A TERMODINÂMICA
A sociedade mundial vem buscando formas de economizar energia, ou no mínimo a utilização de
forma racional. Sabendo-se que as Máquinas Térmicas destacam-se nos sistema de poluição,
degradando energia em forma de calor, é de suma importância que a juventude aprendiz entenda e
incorpore os processos e princípios que permeiam a Termodinâmica.
A sociedade brasileira vem buscando constantemente tornar-se uma sociedade tecnológica,
trocando os processos de produção baseados no trabalho manual por aqueles que utilizam outras
formas de energia e processos de transformações. Nesta busca estão também em foco as Máquinas
Térmicas, utilizadas na grande maioria nos transportes e nos processos de refrigeração, com o
emprego de motores de combustão interna, principalmente ciclos Otto e Diesel. Elas ocupam um
lugar significativo na refrigeração de ambientes e na geração de energia elétrica.
Alguns conceitos que serão considerados neste trabalho:
“Calor é a energia que está sendo transferida de um sistema a outro em virtude de uma diferença de
temperatura. [...]
Processo natural de calor: Energia térmica flui do corpo ou sistema de temperatura maior para o
corpo ou sistema de temperatura menor e nunca o contrário. (Segunda Lei da Termodinâmica)
Adiabático: Processo ocorre sem troca de calor com o meio externo.
Máquinas Térmicas
Toda máquina que tem como princípio de funcionamento o fluxo de energia térmica (calor) de
um corpo ou sistema para outro corpo ou sistema, e estes são respectivamente fonte quente e
fria denomina-se Máquina Térmica.
“Qualquer dispositivo capaz de converter calor em energia mecânica é chamado Máquina Térmica”
“Uma Máquina Térmica é um dispositivo cíclico, com propósito de converter a maior quantidade
possível de calor em trabalho”
Em um processo natural a transferência não ocorre na proporção de um para um, ou seja, uma
determinada quantidade de energia é cedida à fonte fria e outra transformada em trabalho não
ocorrendo uma transformação de cem por cento em uma única grandeza de energia (Segunda Lei da
Termodinâmica).
É impossível que um sistema remova energia térmica de um único reservatório e converta essa
energia completamente em trabalho sem que haja mudanças adicionais no sistema ou em suas
vizinhanças. Enunciado de Kelvin
É impossível construir uma máquina térmica, operando em ciclos, que produza o único efeito de
extrair calor de um reservatório e realizar uma quantidade equivalente de trabalho. Enunciado
relativo a Máquina Térmica
Nenhuma máquina térmica, que opere entre dois reservatórios térmicos dados, pode ser mais
eficiente do que uma máquina reversível que opere entre os mesmos dois reservatórios. Enunciado
de Carnot
É impossível produzir um processo cujo único resultado seja a transferência de energia térmica de
um corpo mais frio para um corpo mais quente. Enunciado de Clausius
Refrigeradores
Um Refrigerador é basicamente uma máquina térmica operando ao revés.
No esquema de funcionamento do refrigerador, o fluxo de energia térmica não ocorre como em um
processo natural, ou seja, da fonte quente para fria e sim, da fonte fria para fonte quente.
Bombas de Calor
O conceito de “Bomba de Calor” é diferente do refrigerador pelo objetivo: o refrigerador tem como
objetivo resfriar um corpo e a bomba de calor aquecer. O funcionamento tem como base o processo
termodinâmico natural que ocorre apenas em um sentido, determinado pela Segunda Lei da
Termodinâmica. A bomba de calor é eficiente em forçar o fluxo de calor no sentido contrário do
natural, ou seja, de uma fonte fria para uma fonte quente, utilizado uma quantidade de energia
pequena.
A Bomba de Calor é uma máquina que objetiva retirar energia térmica de uma fonte fria e bombear
para fonte quente.
Atividade para aprofundar o seu conhecimento em máquinas térmicas
★ Pesquise uma máquina térmica capaz de secar ervas (chás)
★ Em seguida se aprofunde seus conhecimentos em pesquisas de artigos
científicos
★ Construa um trabalho escrito com as normas da ABNT (disponibilizado por
mim logo mais)
★ E por último construa a máquina estudada (maquete)