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ENGENHARIA CIVIL NOTURNO Física II _______________________________________________ UniEVANGÉLICA – Centro Universitário de Anápolis Curso de Engenharia Civil 2º período – Noturno Disciplina: Física II Professor: Ms. Leandro Porfiro Acadêmico: Jean Paulo Mendes Alves MOTOR A COMBUSTÃO – 1ª LEI DA TERMODINÂMICA* Figura 1 Num motor a combustão de um automóvel, descrito na Figura 1, a energia obtida sob a forma de calor na câmara de combustão devido à explosão da mistura de ar e gasolina, causa a expansão dessa mistura gasosa. Esta expansão empurra um pistão ou êmbolo, realizando trabalho sobre o exterior. De seguida, os gases resultantes da combustão são expelidos para o exterior, entrando novamente para a câmara uma mistura de ar e gasolina, e todo o processo volta a repetir-se, ou seja, é um processo cíclico. O movimento do êmbolo ou pistão, a que equivale uma certa quantidade de trabalho, apenas acontece porque se fornece energia ao motor e, segundo a 1ª lei da termodinâmica, o trabalho efetivo realizado por uma máquina térmica não pode ser superior à energia recebida sob a forma de calor. Na realidade, o trabalho realizado é sempre inferior à energia recebida sob a forma de calor, isto é, nem toda essa energia recebida é usada para realizar trabalho. Por exemplo, parte da energia recebida pela máquina sob a forma de calor provoca o aumento da temperatura da máquina (que depois é preciso arrefecer). O sistema de arrefecimento é embasado na 2ª Lei da Termodinâmica**, onde faz-se necessário o uso ventiladores atuando com trabalho externo para que o fluxo de calor aconteça da temperatura menor para a maior. A ação externa deve-se ao fato de que este fluxo não acontece espontaneamente. * Um sistema não pode criar ou consumir energia, mas apenas armazená-la ou transferi-la ao meio onde se encontra, como trabalho, ou ambas as situações simultaneamente, então, ao receber uma quantidade Q de calor, esta poderá realizar um trabalho e aumentar a energia interna do sistema ΔU, ou seja, expressando matematicamente: Sendo todas as unidades medidas em Joule (J). ** Dois enunciados, aparentemente diferentes ilustram a 2ª Lei da Termodinâmica, os enunciados de Clausius e Kelvin-Planck: Enunciado de Clausius: O calor não pode fluir, de forma espontânea, de um corpo de temperatura menor, para um outro corpo de temperatura mais alta. Tendo como consequência que o sentido natural do fluxo de calor é da temperatura mais alta para a mais baixa, e que para que o fluxo seja inverso é necessário que um agente externo realize um trabalho sobre este sistema. Enunciado de Kelvin-Planck: É impossível a construção de uma máquina que, operando em um ciclo termodinâmico, converta toda a quantidade de calor recebido em trabalho. Este enunciado implica que, não é possível que um dispositivo térmico tenha um rendimento de 100%, ou seja, por menor que seja, sempre há uma quantidade de calor que não se transforma em trabalho efetivo. Fontes de Pesquisa: Acesso à internet: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Termodi namica/1leidatermodinamica.php Acesso à internet: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Termodi namica/2leidatermodinamica.php Acesso à internet: http://escola.britannica.com.br/assembly/134581/Um- motor-de-combustao-interna-funciona-em-quatro-tempos- aspiracao
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