Fisica - Maquinas

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MÁQUINA A VAPOR
O motor a vapor ou ainda máquina a vapor é o dispositivo inventado para dar movimento a outras máquinas, cujo combustível para acionar seu conjunto é o vapor d'água. Desenvolvido no século XVIII, sua tecnologia continuou a ser utilizada e aperfeiçoada até o início do século XX.
Seus princípios básicos, porém, já haviam sido explorados, em especial pelo matemático e engenheiro greco-egípcio Hierão de Alexandria, que já no século I a.C. explorava o vapor como força motriz, por meio de sua invenção, a eolípila.
Denis Papin e Thomas Savery, no final do século XVII, desenvolvem os primeiros motores a vapor de uso prático e de interesse industrial, mas a verdadeira revolução na área foi a criação de Thomas Newcomen em 1712, do chamado "motor de Newcomen", que foi o primeiro tipo de motor a vapor a ser amplamente usado. O próximo grande avanço seria realizado por James Watt, em 1769, que criou uma máquina com um condensador que minimizava as perdas de calor e que possuía outras finalidades como propulsão de moinhos e tornos, com o movimento de rotação substituindo o de sobe e desce.
A partir das modificações de Watt, os motores a vapor passaram a movimentar as primeiras locomotivas, barcos, fábricas, além de fundições e minas de carvão. e, dessa forma, constituíram a base da Revolução Industrial.
Um típico motor a vapor de pistão, amplamente empregado nas locomotivas funcionava a partir de uma válvula corrediça, responsável por permitir que o vapor em alta pressão entrasse em qualquer lado do cilindro. Para a válvula deslizar, é necessária uma haste de comando, geralmente conectada a uma ligação com uma cruzeta. O vapor é depois liberado na atmosfera pela chaminé. Esse fato explica duas coisas sobre locomotivas a vapor:
a água é constantemente perdida com a descarga de vapor, razão pela qual sempre vemos grandes torres de água presentes nas estações, empregadas no reabastecimento do trem, ainda preservadas em antigas estações ou mesmo nos filmes de época.
o som característico de uma locomotiva a vapor é vindo da válvula que abre o cilindro para liberar a descarga de vapor, que escapa em pressão muito alta, fazendo o assovio característico quando o vapor sai.
Numa locomotiva a vapor, a cruzeta normalmente se liga à haste motriz, e daí às hastes de acoplamento, responsáveis pelo acionamento das rodas da locomotiva, e que por sua vez, se conecta a uma das três rodas motrizes. As três rodas são conectadas por hastes de acoplamento de modo que girem em uníssono, juntas.
Os primeiros automóveis utilizavam motores a vapor, mas foi aos poucos sendo substituído pelo motor de combustão interna, alimentado por gasolina. Eles eram mais seguros (o vapor poderia espirrar quando o dono tentasse manusear o motor) e seu acionamento era mais rápido (motores a vapor necessitavam que sua água esquentasse até o ponto de vapor, como numa chaleira).
TERMODINÂMICA 
A termodinâmica é o ramo da física que estuda as relações de troca entre o calor e o trabalho realizado na transformação de um sistema físico, quando esse interage com o meio externo. Ou seja, ela estuda como a variação da temperatura, da pressão e do volume interfere nos sistemas físicos. O estudo e o desenvolvimento da termodinâmica surgiram da necessidade de criar máquinas e de aumentar a eficiência das máquinas existentes naquela época, as máquinas a vapor. 
O estudo desse ramo parte das Leis da Termodinâmica, leis essas que postulam que a energia pode ser transferida de um sistema para outro na forma de calor ou trabalho. E ainda postulam a existência de uma quantidade denominada de entropia, a qual pode ser determinada para todos os sistemas. 
A termodinâmica teve início em 1650, com Otto Von Guericke. Ele foi o responsável pela criação da primeira bomba a vácuo do mundo, além de criar o primeiro vácuo artificial através das esferas de Magduberg. Anos mais tarde Robert Boyle ficou sabendo dos experimentos de Otto, e em parceria com Robert Hooke, construiu uma bomba de ar. Através dessa bomba, Boyle e Hooke perceberam a relação entre pressão, volume e temperatura, e através dessa descoberta Boyle formulou uma lei que estabelece que a pressão e o volume são inversamente proporcionais. Essa lei ficou conhecida como Lei de Boyle. 
Estudos posteriores, baseados nos conceitos de pressão, temperatura e volume, fizeram por surgir a primeira máquina a vapor, com Thomas Savery. As máquinas daquela época eram muito grandes e robustas, mas atraíam a atenção de muitos cientistas, como foi o caso de Sadi Carnot. Denominado de o “pai da termodinâmica” em 1824 fez a publicação de “Reflexões sobre a Potência Motriz do Fogo”, nessa sua publicação ele fazia um discurso sobre o calor, a eficiência e a potência das máquinas a vapor. Esse fato marcou o início da Termodinâmica como ciência moderna. 
Leis da Termodinâmica: o estudo da termodinâmica se baseia em leis que foram estabelecidas experimentalmente, veja: 
Lei zero da Termodinâmica: diz que quando dois corpos possuem temperaturas iguais em relação a um terceiro, diz-se que eles têm igualdade de temperatura entre si. 
Primeira Lei da Termodinâmica: ela fornece um aspecto quantitativo da conservação da energia. Lembrando que a conservação da energia diz que “na natureza nada se perde nada se cria, tudo se transforma”. 
Segunda Lei da Termodinâmica: fornece aspectos qualitativos de processos em sistemas físicos, ou seja, ela diz que um processo pode ocorrer tanto em uma direção como em outra. 
Terceira Lei da Termodinâmica: diz respeito a um ponto de referência para fazer a determinação da entropia do sistema.
REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
A Revolução Industrial foi um processo de grandes transformações econômico-sociais que começou na Inglaterra no século XVIII.
O modo de produção industrial se espalhou por grande parte do hemisfério norte durante todo o século XIX e início do século XX.
Chamamos de Revolução Industrial o processo que levou à substituição das ferramentas pelas máquinas, da energia humana pela energia motriz e do modo de produção doméstico (ou artesanal) pelo sistema fabril.
O advento da produção em larga escala mecanizada deu início às transformações dos países da Europa e da América do Norte.
Estas nações se transformaram em predominantemente industriais e suas populações se concentraram cada vez mais nas cidades.
Causas da Revolução Industrial
A expansão do comércio internacional dos séculos XVI e XVII trouxe um extraordinário aumento da riqueza para a burguesia. Isto permitiu a acumulação de capital capaz de financiar o progresso técnico e o alto custo da instalação nas indústrias.
A burguesia europeia, fortalecida e enriquecida, passou a investir na elaboração de projetos para aperfeiçoamento das técnicas de produção e na criação de máquinas para a indústria.
Logo verificou-se que se obtinha maior produtividade e se aumentavam os lucros quando se empregavam máquinas em grande escala.
Consequências da Revolução Industrial
O longo caminho de descobertas e invenções foi uma forma de distanciar os países entre si, no que diz respeito ao poder econômico e político.
Afinal, nem todos se industrializaram ao mesmo tempo, permanecendo na condição de fornecedores de matérias primas e produtos agrícolas para os países industrializados.
Essas diferenças marcam até hoje as nações do mundo que são divididas entre países desenvolvidos e em desenvolvimento. Uma das maneiras de medir se um país é avançado é avaliar o quanto ele é industrializado.
REFERÊNCIA
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/termodinamica.htm
https://www.portalsaofrancisco.com.br/mecanica/motor-a-vapor
https://www.todamateria.com.br/revolucao-industrial/
https://www.infoescola.com/termodinamica/motor-a-vapor/