grupo n 1

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REPÚBLICA DE ANGOLA
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
INSTITUTO MÉDIO POLITÉCNICO DO UÍGE
ÁREA DE FORMAÇÃO (MAQUINAS E MOTORES)
COORDENAÇÃO DO CURSO DE MAQUINAS E MOTORES 
TRABALHO DO FIM DO CURSO PARA OBTENÇÃO DO CERTIFICADO DE ENSINO MÉDIO TÉCNICO PROFISSIONAL
TEMA: FUNCIONAMENTO DE UMA MÁQUINA DE BAIXO RENDIMENTO
ELEMENTOS DO GRUPO Nº 01:
1. Álvaro Jaime 
2. Adilson André 
3. António Maludidi
4. René Lututala 
5. Zailau Lourenço
 
O COORDENADOR DO CURSO O TUTOR Eng.º Alberto Lopes Cunjiqui
 
UÍGE/2021-2022
TRABALHO DO FIM DO CURSO PARA OBTENÇÃO DO CERTIFICADO DE ENSINO MÉDIO TÉCNICO PROFISSIONAL
TEMA: FUNCIONAMENTO DE UMA MÁQUINA DE BAIXO RENDIMENTO
ELEMENTOS DO GRUPO Nº 01:
1. Álvaro Jaime 
2. Adilson André 
3. António Maludidi
4. René Lututala 
5. Zailau Lourenço
O TUTOR: Alberto Lopes Cunjiqui
11ª EDIÇÃO/2022-2023
Dedicatória
Dedicamos o trabalho aos nossos pais, familiares e amigos aos estudantes do curso de máquinas e motores, ao nosso coordenador Veza P. Afonso Daniel. Aos nossos professores, A direção da escola e a todos os auxiliares de limpeza.
Agradecimentos 
Agradecemos a Deus pela proteção e saúde. Aos nossos pais pelo apoio e incentivo. A professora Irondina João José Bengui por tudo que tem feito pela nossa escola, em particular ao nosso tutor “Alberto Lopes Cungiqui” pela sua orientação e ajuda prestada. Aos nossos colegas pelo companheirismo Durante os 4 anos de formação, aos professores e ao corpo de trabalhadores da instituição pela paciência e dedicação que tiveram Durante os nossos 4 anos de formação.
A TODOS O NOSSO MUITO OBRIGADO! 
INTRODUÇÃO 
Uma máquina, entende-se como um dispositivo que utiliza energia e trabalho para atingir um objetivo predeterminado. Na Física, é todo e qualquer dispositivo que muda o sentido ou a intensidade de uma força com a utilização do trabalho ou seja ferramenta que contém uma ou mais partes que usam energia para atingir o seu rendimento.
O rendimento de uma máquina consiste na medida do desempenho desta, sendo a razão entre a energia ou potência cedida e a energia ou potência por ela recebida. Em geral, o rendimento de uma máquina varia com as condições segundo as quais ela opera e existe, habitualmente, uma carga com a qual opera com rendimento mais elevado.
O rendimento é um número adimensional (segundo as leis da termodinâmica, menor que a unidade, devido à dissipação) que expressa o grau de aproveitamento de um determinado processo e as perdas que o referido processo suporta.
Nas máquinas, o rendimento consiste na relação entre a energia que estas convertem em trabalho e a energia total que consomem para o efeito, sendo geralmente expresso em percentagem. Este rendimento, que nunca excede a unidade (os 100%), é da ordem de 10% a 15% para as máquinas a vapor e de 80% a 90% para os motores elétricos.
O rendimento térmico de uma máquina térmica é a razão entre o trabalho fornecido pela máquina e o calor suportado pelo combustível. Analisado a tese, o grupo reuniu para Montagem e Funcionamento de uma máquina de baixo rendimento "
MOTIVAÇÃO
Durante as aulas de física e não só, vimos que a ideia central do estudo das maquina estava relacionada com o calor e o trabalho mecanico. Com isso, foi possível montar uma maquina termíca simple e eficaz para o estudo e a compreensão do funcionamento do rendimento das mesmas.
PROBLEMATICA
A mecanica é o ramo da física responsável pelo estudo do movimento. Porém ela não limita-se somente no estudo da cinematica e dinamica. Existem ainda um vaso campo de estudo que não muito analisado nos estudantes de física e maquinas e motores. Movidos pela falta de condições na contruções de pequenas maquetes ilustrativas. Isso motivou o grupo a levantar as seguintes questões.
1- Que importância tem para os estudantes de máquinas e motores o estudos das máquinas de baixo rendimento?
2- Qual é o princípio e funcionamento dessas máquinas?
HIPOTESE
OBJETIVO
O termo objetivo diz respeito a um fim que se quer atingir. Nesse sentido, é sinônimo de “alvo definido em metas”. A definição clara de objetivos é de extrema importância em várias áreas de atuação humana.
OBJETIVO GERAL
Estudar, compreender e montar o funcionamento de uma máquina de baixo rendimento 
OBJECTIVOS ESPECIFICO
· Apresentar o princípio e funcionamento da máquina;
· Aplicar conceitos básicos por intermedio dela;
· Estudar os níveis de rendimentos;
· Compreender o trabalho térmico;
· Compreender o estudo da energia em trabalho;
· Ajudar com o projecto a próxima geração de estudantes de máquinas e motores;
CAPITULO Iº: GENERALIDADE DAS MAQUINAS E SEU RENDIMENTO
1. Conceito
O rendimento das máquinas térmicas é uma medida da sua eficiência. Quanto maior o seu rendimento, mais trabalho a máquina será capaz de produzir.
Máquinas térmicas são dispositivos que convertem parcialmente energia térmica e química contidas em suas substâncias, tais como gases aquecidos, vapor de água ou gasolina, em trabalho. Exemplo: todos os tipos motores de combustão interna e as máquinas movidas a vapor.
A grandeza do rendimento dessas maquinas são adimensional dada pela razão entre a quantidade de trabalho mecânico extraído de uma máquina térmica e a quantidade de energia fornecida a ela em forma de calor.
Quanto maior o rendimento de uma máquina, maior será sua eficiência. Em outras palavras, uma máquina térmica eficiente é aquela que produz mais trabalho consumindo menor quantidade de recursos energéticos. Os motores de combustão interna, usados para impulsionar veículos como motocicletas, carros, caminhões e até mesmo aeronaves, são projetados para ser cada vez mais eficientes e poluir menos. Essas máquinas térmicas usam como fonte de energia o calor obtido pela queima de combustíveis fósseis como gasolina, óleo diesel, álcool ou querosene de aviação. 
Iº E IIª LEI DA TERMODINÂMICA 
Falar de rendimento térmico de uma máquina, leva-nos a voltar na física e realçar a leis da termodinâmica. A termodinâmica que lida com fenômenos associados aos conceitos de temperatura e calor. A natureza da termodinâmica é muito diferente da mecânica que estudamos durante a nossa frequência no instituto. 
De acordo com a 1ª Lei da Termodinâmica, o trabalho obtido por uma máquina térmica é dado pela diferença entre a quantidade de calor fornecida para o funcionamento da máquina (Qq) e a quantidade de calor que a máquina rejeita (Qf) para a sua fonte fria (que pode ser o meio externo): 
Expressa pela equação 
Fig – 1.1 Primeira lei da termodinamica 
Fonte: TecMundo
Para a 2ª Lei da termodinâmica ou segundo princípio, trata da transferência de energia térmica. Ou seja ela indica as trocas de calor que têm tendências para igualar temperaturas diferentes (Equilíbrio térmico) que acontece de forma espontânea 
Expressa pela equação:
Fig – 1.2 segunda lei da termodinamica 
Fonte: TecMundo
CAPITULO IIº: CICLO TÉRMICO A VAPOR COMBUSTÍVEIS E COMBUSTÃO
Generalidade 
Um ciclo termodinâmico se constitui de qualquer série de processos termodinâmicos tais que, ao transcurso de todos eles, o sistema regresse a seu estado inicial; ou seja, que a variação das grandezas termodinâmicas próprias do sistema seja nula.
Fig 2.1 Ciclo Térmico
	Fonte: Wikipedia 
Um fato característico dos ciclos termodinâmicos é que a lei da conservação de energia dita que: a soma de calor e trabalho recebidos pelo sistema deve ser igual à soma de calor e trabalho realizados pelo sistema.
CALOR
O calor é uma energia em trânsito de um corpo para outro em resultado da diferença de temperatura entre esses corpos. A quantidade de calor Q O círculo da imagem representa um sistema que evolui através de ciclos termodinâmicos. Calor necessária para elevar a temperatura da massa m de um material de um pequeno valor ∆T é proporcional a ∆T. Essa proporcionalidade pode ser expressa em termos da massa m e do calor especifico molar c, ou em termos do número de moles n e do calor especifico molar C=M.c onde M é a massa molar e m=nM.
CALOR E TRABALHO EM PROCESSOS TERMODINÂMICOS
Um sistema termodinâmicopode trocar energia com suas vizinhanças mediante transferência de calor, ou pelo trabalho mecânico realizado. Quando um sistema Calor e trabalho em processos termodinâmicos com pressão P se expande de um volume V1 até um volume V2, ele realiza um trabalho W dado pela integral de P em relação ao volume. Se a pressão permanece constante, o trabalho realizado é igual a P vezes a variação de volume. Um valor negativo de W significa que o trabalho é realizado sobre o sistema.
Fig 2.2 Calor em trabalho
Fonte: Livro de Física 4º edição termodinâmica 
Em qualquer processo termodinâmico, o calor fornecido para o sistema e o trabalho realizado pelo sistema, além de dependerem do estado inicial e do estado final, dependem também do caminho (o conjunto de estados intermediários através dos quais o sistema evolui).
CICLOS TÉRMICOS A VAPOR
Falar dos ciclos termicos a vapor é relembrar os pequenos conceitos ao estudo das máquinas térmicas de combustão externa, bem como uma revisão de Termodinâmica clássica, no que ser refere ao estudo dos ciclos térmicos a vapor.
MÁQUINAS TÉRMICAS A VAPOR
As Maquinas térmicas a vapor são máquinas que produzem, utilizam ou transformam o vapor de água obtido a partir da energia disponível em um combustível, com a finalidade de se obter calor ou produzir energia mecânica. 
· Produção de vapor: geradores de vapor (caldeiras);
· Utilização: Turbinas a vapor e máquinas a vapor; 
· Transformação: condensadores de vapor. 
A preferência pela água dá-se pelo seu altos calor específico (1kcal/kgC; 4,186 kJ/kgK) e calor latente de vaporização (cerca de 540 kcal/kg; 2260 kJ/kg), bem como pela ampla disponibilidade, o que se reflete em um custo relativamete baixo quando comparado com outros fluidos.
PROCESSO DE TRANSFORMAÇÃO TERMODINÂMICA 
É no ciclo de Carnot onde esse processo ocorre. As transformações termodinâmicas, sendo duas delas transformações isotérmicas, aquelas nas quais a temperatura permanece constante, variando a pressão e o volume da massa gasosa , e as outras duas são transformações adiabáticas, aquelas em que o sistema está isolado de quaisquer trocas de calor.
Fig 2.3 Transformações Termodinâmica
Fonte: Apostila de Física Clássica
Esse processo é executado pela máquina de Carnot, uma invenção do engenheiro francês Nicolas Sadi Carnot. Trata-se de uma máquina térmica teórica que funciona como uma máquina de rendimento total, que cria um ciclo de rendimento máximo, denominado CICLO DE CARNOT
O desempenho da máquina de Carnot demonstrou que, quanto maior a temperatura da fonte quente, maior o rendimento do substância do tipo gás ideal, também chamado de gás perfeito. É um tipo de gás cujas velocidades médias estão relacionadas com a temperatura.
Portanto, o ciclo de Carnot é uma sequência de transformações gasosas nas quais a máquina térmica atinge o seu rendimento máximo à medida que opera em ciclos, mediante duas fontes térmicas, permitindo uma reduzida perda de calor para o meio externo.
 Fig 2.3 Transformações Termodinâmica
Fonte: Apostila de Física Clássica
TEORIA DE CARNOT
A teoria de Carnot foi postulada em 1824, pelo cientista francês Nicolas Sadi Carnot. O teorema por ele apresentado atribui um limite à eficiência de uma máquina térmica ideal. 
Ele criou a chamada máquina de Carnot que é formada por um tipo de gás sobre o qual se exerce ciclo de expansão e contração entre duas temperaturas, de modo é capaz de transformar o calor em trabalho.
O ciclo de Carnot segue dois postulados, descritos por Sadi Carnot, antes das Leis da Termodinâmica. Que afirmava que:
“Nenhuma máquina operando entre duas temperaturas fixadas pode ter rendimento maior que a máquina ideal de Carnot, operando entre essas mesmas temperaturas”
“Ao operar entre essas duas temperaturas, a máquina ideal de Carnot tem o mesmo rendimento, qualquer que seja o fluido operante”.
Infere-se, portanto, dessa teoria, que a máquina de Carnot tem rendimento maior do que qualquer outro equipamento do tipo operando entre as mesmas fontes de temperaturas.
TROCA DE CALOR NA MÁQUINA DE CARNOT
A quantidade de calor trocada entre fontes quente e fria é proporcional às temperaturas absolutas. Em uma máquina de Carnot, Q1/Q2 = T2/T1, onde T1 corresponde à temperatura da fonte quente (K); T2 corresponde à temperatura da fonte fria (K); Q1 corresponde à energia térmica fornecida pela fonte quente (J); e Q2 corresponde à energia térmica recebida a partir da fonte fria (J).
Para ocorrer o rendimento de 100% seria necessário que todo o calor originado da fonte de aquecimento fosse transformado em trabalho, uma vez que a temperatura integral da outra fonte deve ser iguais zero. Como o zero absoluto não é algo que possa ser alcançado em um sistema físico, não é possível. Assim, não há possibilidade de rendimento 100%. 
O ciclo teórico de Carnot é formado por duas transformações isotérmicas e duas transformações adiabáticas. Uma das transformações isotérmicas serve para a temperatura da fonte quente, onde ocorre o processo de expansão, e a outra para a fonte fria, onde acontece o processo de compressão. Elas são alternadas por duas transformações adiabáticas.
A máquina de Carnot é utilizada para avaliar o desempenho de máquinas térmicas. Através dela é possível identificar se uma máquina térmica possui um bom rendimento e, consequentemente, se o seu custo é viável para utilização na indústria."
IIIº FUNCIONAMENTO DE UMA MÁQUINA DE BAIXO RENDIMENTO
 
 
 
REPÚBLICA DE ANGOLA
 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
 
INSTITUTO MÉDIO POLITÉCNICO DO UÍGE
 
ÁREA DE FORMAÇÃO (MAQUINAS E MOTORES)
 
COORDENAÇÃO DO CURSO DE MAQUINAS E MOTORES 
 
 
TRABALHO DO FIM DO CURSO PARA OBTENÇÃO DO CERTIFICADO DE 
ENSINO MÉDIO TÉCNICO PROFISSIONAL
 
TEMA: 
FUNCIONAMENTO DE UMA MÁQUINA DE BAIXO RENDIMENTO
 
 
ELEMENTOS DO GRUPO Nº 01
:
 
1.
 
Álvaro Jaime
 
 
2.
 
Adilson André
 
 
3.
 
António Maludidi
 
4.
 
René Lututala
 
 
5.
 
Zailau Lourenço
 
 
 
 
O COORDENADOR DO CUR
SO 
O TUTOR
 
Eng.º Alberto Lopes Cunjiqui
 
 
 
 
UÍGE/2021
-
2022
 
 
 
REPÚBLICA DE ANGOLA 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
INSTITUTO MÉDIO POLITÉCNICO DO UÍGE 
ÁREA DE FORMAÇÃO (MAQUINAS E MOTORES) 
COORDENAÇÃO DO CURSO DE MAQUINAS E MOTORES 
 
TRABALHO DO FIM DO CURSO PARA OBTENÇÃO DO CERTIFICADO DE 
ENSINO MÉDIO TÉCNICO PROFISSIONAL 
TEMA: FUNCIONAMENTO DE UMA MÁQUINA DE BAIXO RENDIMENTO 
 
ELEMENTOS DO GRUPO Nº 01: 
1. Álvaro Jaime 
2. Adilson André 
3. António Maludidi 
4. René Lututala 
5. Zailau Lourenço 
 
 
O COORDENADOR DO CURSO O TUTOR Eng.º Alberto Lopes Cunjiqui 
 
 
UÍGE/2021-2022