Atps de Termodinâmica Andrews

8/12/2019 Atps de Termodinmica Andrews

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ENGENHARIA MECNICA

TERMODINMICA APLICADA

ATPS - ATIVIDADES PRTICAS SUPERVISIONADAS

FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR DE COMBUSTO INTERNA

PROFESSOR: SIEGFRIED HEINZ STEUDNER

Nomes:

An!e"s To#e$$% Lo&es'($%o C)s*! e O$%+e%!*Ro,)!%o Fe!!e%!* * Ro.*V%n%%/s M*n0o+*n% e B*!!os

SOBERNARDO DO CAMPO 1234


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SUMRIO

1 INTEGRANTES

2 INTRODUO

3 OBJETIVOS

4 DESAFIO

5 DESENVOLVIMENTO DAS ETAPAS

6 CONCLUSO

7 BIBLIOGRAFIA


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3 - GRUPO:ANDRE5S TOZELLI LOPES 1115539

03 a!"#$%&'()#**+,-.a+*&/(.'ULIO C6SAR DE OLIVEIRA 1299494

199 [email protected] FERREIRA DA ROCHA 1116202

52rogerioferocha@gmailcom

VINICIOS MANTOVANI DE BARROS6224109610

[email protected]

1 7 INTRODU8O

A atividade prtica supervisionada (ATPS) um mtodo de ensino-aprendizagemdesenvolvido por meio de um conjunto de atividades programadas e supervisionadas e que tem

por objetivos:

avorecer a aprendizagem! estimular a co-responsabilidade do aluno pelo aprendizadoe"iciente e e"icaz# Promover o estudo! a conviv$ncia e o trabal%o em grupo# &esenvolver osestudos independentes! sistemticos e o auto aprendizado! o"erecer di"erenciados ambientes deaprendizagem! au'iliar no desenvolvimento das compet$ncias requeridas pelas &iretrizesurriculares acionais dos ursos de *radua+,o#

Promover a aplica+,o da teoria e conceitos para a solu+,o de problemas relativos pro"iss,o#

&irecionar o estudante para a emancipa+,o intelectual# Para atingir estes objetivos! asatividades "oram organizadas na "orma de um desa"io! que ser solucionado por etapas ao longodo semestre letivo#

Participar ativamente deste desa"io essencial para o desenvolvimento das compet$ncias e%abilidades requeridas na sua atua+,o no mercado de trabal%o# Aproveite esta oportunidade deestudar e aprender com desa"ios da vida pro"issional#

Para isso devemos con%ecer e aplicar as descritas a seguir:

- on%ecimentos matemticos! cient."icos! tecnol/gicos e instrumentais engen%aria#

- Atuar em equipes multidisciplinares#

- Avaliar criticamente a opera+,o dos sistemas#

- 0denti"icar! "ormular problemas de engen%aria#


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97 OB'ETIVO

1 objetivo estudar o "uncionamento de um motor de combust,o interna! presente em umautom/vel# 2ste desa"io importante para que o aluno adquira uma s/lida base conceitual dos

processos termodin3micos! capacitando-o a aplicar a teoria estudada em sala de aula para o

desenvolvimento de qualquer outro projeto relacionado ao mesmo assunto#

4- DESAFIO

ada grupo estudar mecanismos bsicos Termodin3mica! resolver,o problemas prticos econcluir os passos de cada 2tapa desta ATPS#

1 estudo de mquinas trmicas constitui um dos pilares da termodin3mica! devido suagrande import3ncia prtica! como por e'emplo! no desenvolvimento de turbinas e motores! dosmais variados tipos#

&entre esses! os motores de combust,o interna! utilizado em autom/veis! s,o amplamenteestudados para o desenvolvimento de novas tecnologias! que permitam um maior rendimento#2sses motores operam em ciclos termodin3micos o que motiva o estudo dos processostermodin3micos a ele inerentes tais como combust,o! inje+,o e e'aust,o#


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- DESENVOLIMENTO DAS ETAPAS

ETAPA 3

&e"ini+,o e onceitos undamentais# Subst3ncias Puras e Propriedades#

4reve 5esumo:

A engen%aria dos motores de combust,o interna! desenvolvidos a partir do "im do sculo 67!tem evolu.do enormemente! criando mquinas cada vez mais comple'as! com m/dulos degerenciamento eletr8nico que controlam todos os sistemas do motor! inclusive o dearre"ecimento! para manter a temperatura ideal de "uncionamento! ma'imizando a economia decombust.vel! o aproveitamento da energia gerada pelo motor e procurando reduzir ao m'imo aemiss,o de poluentes para o ar#

As di"erentes varia+9es de climas! altitudes! locais e condi+9es das aplica+9es (autom/veis!camin%9es! 8nibus! tratores agr.colas e mquinas para terraplanagem! barcos! unidades geradorasde energia! etc#) onde os motores t$m que "uncionar! causam sens.veis altera+9es em seudesempen%o! e'igindo regulagens! materiais e combust.veis cada vez mais espec."icos para oalcance das normas de qualidade estabelecidas em n.vel mundial# A globaliza+,o! com aimporta+,o e e'porta+,o de componentes! sistemas e produtos completos de lado a lado domundo! tambm contribuem signi"icativamente para o aumento desta comple'idade tcnica#

m dos sistemas de motores mais a"etados pelas varia+9es de clima! altitudes! cargas e %orasde "uncionamento! o sistema de arre"ecimento! pois a manuten+,o da temperatura nos n.veisadequados a cada tipo de opera+,o n,o tare"a das mais "ceis#

1 motor desenvolve at ;#? de calor dentro da c3mara de combust,o# alor su"iciente para"undir o motor completo em menos de trinta minutos@ Apro'imadamente 6B da energia docombust.vel convertida em pot$ncia utilizvel para impulsionar o ve.culo! combust.vel convertida em pot$ncia utilizvel para impulsionar o ve.culo! 6B dissipada atravs do sistemade arre"ecimento e o 6B remanescente jogado "ora pelo sistema de escapamento# 1s projetos

de motores atuais s,o mais leves e altamente potentes! com mel%or controle de emiss9es! mascolocam uma responsabilidade cada vez maior na e"ici$ncia dos sistemas de arre"ecimentopressurizados e em sua correta manuten+,o#


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2ste trabal%o "oi desenvolvido com a inten+,o de "amiliariz-lo com os materiais! componentes!"inalidade e import3ncia do sistema de arre"ecimento no "uncionamento e desempen%o dos

motores de combust,o interna# Ao con%ecer os sistemas de arre"ecimento atuais! voc$ estar maispreparado para evitar as caras consequ$ncias! geralmente causadas pela neglig$ncia de cuidadossimples#

P*sso 3

Pesquisa de como "unciona o sistema de re"rigera+,o de um motor de combust,o interna!qual o tipo de subst3ncia utilizada como l.quido de arre"ecimento e quais as suas propriedades#

Con$/s;o P*sso 3Ien0%s%os

Como F/n%on* o S%s0em*?

Fig. 1 Funcionamento

do sistema;

O lquido de arrefecimento bombeado atravs das camisas do motor, carregandoo calor do cabeote, pistes, cmaras de combust!o, paredes dos cilindros, v"lvulas,etc.

O lquido aquecido circula das camisas do motor, atravs de uma mangueira,para o radiador onde, au#iliado por um ventilador, esfria$se e retorna atravs deoutra mangueira, ao motor.

Mo0o!es A!!e


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Re*=;o * ,/* So@ P!ess;o a press,o atmos"rica! a gua congelasse a >? e "erve a 6>>? (ao n.vel do mar! ou seja!altitude zero)# Se "or mantida a uma press,o maior! o ponto de ebuli+,o (temperatura de "ervurada gua) tambm aumentar# Por e'emplo! a uma press,o de B!C libraspol;! 6D atm (press,orelativa)! que geralmente utilizada pelos motores! o ponto de ebuli+,o da gua passa a ser deapro'imadamente 6>=?#

onsiderando-se as dimens9es! as press9es! a velocidade de circula+,o e a e'tens,o dasgalerias internas de um motor! constata-se que a temperatura so"re varia+9es! dependendo dadist3ncia que se encontra do radiador# onsequentemente! o motor "unciona com pontos internosde temperatura superiores a 6>>?! sem a "orma+,o de bol%as de vapor! que causariam a

separa+,o da gua mais "ria! da gua "ervente#

1nde e'istem bol%as de vapor! a gua n,o pode entrar! pois o vapor isola esses pontos#Assim! dentro do motor! % gua "ervendo na parte mais a"astada do radiador! e gua mais "ria na

parte mais pr/'ima da circula+,o da bomba d#gua# A engen%aria de motores dedica-se a estudarprimariamente a "orma+,o de bol%as de vapor dentro das galerias de arre"ecimento do motor e asdi"eren+as internas de temperatura e! secundariamente! a temperatura do l.quido de arre"ecimento#

Con/0%+%*e E$)0!%* * ,/* 2ntre as propriedades da gua! uma delas a de possuir a capacidade de conduzireletricidade# 2sta propriedade pode ser maior ou menor! dependendo dos tipos e quantidades de

minerais! naturalmente contidos na gua# (,o se encontra! na natureza! gua completamentepura)#

Euando a gua! que possui uma determinada capacidade de conduzir eletricidade! misturada a outros elementos qu.micos! essa capacidade pode ser modi"icada para mais ou paramenos! dependendo da rea+,o ou da associa+,o dos elementos que passam a "azer parte dessanova mistura#

o motor! onde e'iste tens,o eltrica de corrente cont.nua circulando normalmente! a misturapode se tornar condutora! criando um campo magntico elevado e inter"erindo nos componenteseletr8nicos do motor# 2ssa capacidade de condu+,o mais elevada de eletricidade pode ocorrerlogo ap/s o "uncionamento do motor ou depois de algum tempo em raz,o das di"erentestemperaturas e press9es e'istentes no interior do motor#

om estas di"eren+as! os materiais da mistura passam por uma rea+,o qu.mica e alteram suascomposi+9es! podendo combinar-se ou repelir os outros componentes! causando altera+9es emseu comportamento e na capacidade de condu+,o de eletricidade# 2ssas altera+9es geram

problemas de "uncionamento irregular nos motores dos ve.culos equipados! por e'emplo! cominje+,o eletr8nica! causando oscila+9es! marc%a lenta irregular! "al%as nas acelera+9es! etc#

Fesmo que se "a+a um e'ame minucioso! di"icilmente estes problemas s,o detectados!

gerando custos! aborrecimentos e perda de tempo#

O /e ) /m* So$/=;o


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G uma mistura %omog$nea de duas ou mais subst3ncias! em quantidade que podem variarcon"orme o limite de solubilidade# A subst3ncia presente em maior quantidade na solu+,o

c%amada de solvente! e com menor quantidade! de soluto#O &H e /m* So$/=;o ma solu+,o pode ser cida! neutra ou alcalina# 2ssa propriedade c%ama-se #pH#! abrevia+,ode #Potencial Hidrogeni8nico# (identi"ica+,o de sua capacidade para movimentar os .ons de%idrog$nio)# 1 #pH#possui uma escala de > a 6D# ma solu+,o com pH < consideradaneutra#

P*sso 1

ompara+,o para quantidade de gua e de ar necessrias para proporcionar a mesma

re"rigera+,o a um motor de autom/vel#

Con$/s;o P*sso 1

1s meios re"rigerantes usados para re"rigera+,o dos motores de combust,o s,o o ar e a gua#Euantidades de ar e gua necessrias para retirar6 caloria do motorI

ig#; - .vel de compara+,oI

P*sso 9

Jeri"icar qual a "ai'a de temperatura em que geralmente o l.quido de arre"ecimento opera! eo tipo de term8metro utilizado para "azer essa medi+,o da temperatura do motor do carro#

Con$/s;o P*sso 9

1 l.quido de arre"ecimento! portanto! circula sob press,o! por todo o sistema dearre"ecimento# A @om@* >,/* o componente encarregado de impulsionar essa circula+,o!acelerando a passagem do l.quido atravs de um rotor# 2nquanto o motor n,o atinge suatemperatura ideal de "uncionamento! o l.quido de arre"ecimento circula apenas por um #pequenocircuito#! que percorre somente as galerias do motor# 2ste circuito controlado pela +>$+/$*0e!mos0>0%*#

Euando a temperatura alcan+ada (KC? a 7C?)! esta vlvula abre-se e ent,o o l.quido dearre"ecimento come+a a circular pelo circuito completo# este circuito! passa pelo !*%*o!# Ali!o ar e'terior e a corrente de ar gerada pelo +en0%$*o!! abai'am a temperatura do l.quido dearre"ecimento#


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P*sso 4

omparar o coe"iciente de dilata+,o trmica da gasolina e do lcool e veri"icar em que

%orrio mais vantajoso o abastecimento com esses combust.veis! baseado em propriedades".sicas como densidade e temperatura#

Con$/s;o P*sso 4

A gasolina e o lcool s,o vendidos por litro! mas em sua utiliza+,o como combust.vel! amassa o que importa# m aumento da temperatura do ambiente leva a um aumento no volumedesses combust.veis#

Para diminuir os e"eitos prticos dessa varia+,o! os tanques dos postos de combust.veis s,o

subterr3neos! na tentativa de manter a temperatura o mais constante poss.vel#

Se a gasolina e o lcool "ossem vendidos por Lg em vez de por litro! o problema comercialdecorrente da dilata+,o trmica estaria resolvido# Fas por quest9es prticas! isso se tornainvivel#

A dica : procure abastecer seu ve.culo pela man%,! o mais cedo poss.vel! pois a temperatura mais bai'a nesse per.odo do dia# Abastecendo com a temperatura mais bai'a! voc$ estcomprando mais massa de combust.vel para cada litro#

2'istem tr$s equa+9es simples para determinar o quanto um corpo varia de taman%o! e cadauma delas deve ser usada em uma situa+,o di"erente#

D%$*0*=;o T)!m%* S/&e!


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D%$*0*=;o T)!m%* Vo$/m)0!%*

Tabelas com os coe"icientes de dilata+,o linear ( ) e volumtrica ( ) de algumas subst3ncias

Subst3ncia oe"iciente de dilata+,o volumtrica ( ) em ?-6

Mlcool 6>> ' 6>-C

*asolina 66 ' 6>-D

G importante lembrar que os pre+os costumam mudar na virada do dia# Se ia abastecer C> litros noite e dei'ar para o dia seguinte! voc$ gan%a ;N de massa! mas perde CN de custo por litro#

&ados: oe"iciente de dilata+,o volumtrico do combust.vel O >!>>6 Jaria+,o de temperatura O;> (B> tarde! caindo para 6> de madrugada) Jaria+,o do pre+o do combust.vel O CN(aumenta de 5Q;!>> para 5Q;!6> de um dia para o outro)#

o "im das contas! voc$ perde ;!CN de din%eiro! se n,o tiver boa sorte! alm de boas %oras desono#


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ETAPA 1

Primeira Rei da Termodin3mica#

2sta atividade importante para voc$ compreender a primeira Rei da Termodin3mica como

Princ.pio da onserva+,o de 2nergia nas trans"orma+9es ou processos termodin3micos!recon%ecendo o calor como uma "orma de energia#

Para realiz-la! devem ser seguidos os passos descritos#

P*sso 3

Pesquisar em livros da rea a Primeira Rei da Termodin3mica! descrevendo a equa+,omatemtica que representa essa lei#

Con$/s;o o P*sso 3

%amamos de 6 Rei da Termodin3mica! o princ.pio da conserva+,o de energia aplicada termodin3mica! o que torna poss.vel prever o comportamento de um sistema gasoso ao so"reruma trans"orma+,o termodin3mica#

Analisando o princ.pio da conserva+,o de energia ao conte'to da termodin3mica:

m sistema n,o pode criar ou consumir energia! mas apenas armazen-la ou trans"eri-la aomeio onde se encontra! como trabal%o! ou ambas as situa+9es simultaneamente! ent,o! ao receberuma quantidade E de calor! esta poder realizar um trabal%o e aumentar a energia interna dosistema ! ou seja! e'pressando matematicamente:

O E U V Sendo todas as unidades medidas em Woule (W)#


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Segundo a 6 lei da termodin3mica! o trabal%o realizado por uma mquina trmica sobre o

e'terior (o sinal negativo signi"ica que a mquina realiza trabal%o sobre os arredores)! igual

energia recebida sob a "orma de calor absorvida por ela#

Por e'emplo! num motor de e'plos,o de um autom/vel! a energia obtida sob a "orma de

calor na c3mara de combust,o devido e'plos,o da mistura de ar e gasolina! causa a e'pans,o

dessa mistura gasosa# 2sta e'pans,o empurra um pist,o ou $mbolo! realizando trabal%o sobre o

e'terior# &e seguida! os gases resultantes da combust,o s,o e'pelidos para o e'terior! entrando

novamente para a c3mara uma mistura de ar e gasolina! e todo o processo volta a repetir-se! ou

seja! um processo c.clico#

1 movimento do $mbolo ou pist,o! a que equivale uma certa quantidade de trabal%o! apenas

acontece porque se "ornece energia ao motor e! segundo a 6 lei da termodin3mica! o trabal%o

e"ectivo realizado por uma mquina trmica n,o pode ser superior energia recebida sob a "orma

de calor#

a realidade! o trabal%o realizado sempre in"erior energia recebida sob a "orma de calor!

isto ! nem toda essa energia recebida usada para realizar trabal%o# Por e'emplo! parte da

energia recebida pela mquina sob a "orma de calor provoca o aumento da temperatura da

mquina (que depois preciso arre"ecer)#

&esigna-se por m>/%n* e mo+%men0o &e!&)0/o e &!%me%!* es&)%e! um tipo de mquina

trmica que realiza trabal%o e"ectivo sem que o sistema receba energia! no entanto! a 6 lei da

termodin3mica n,o permite que tal mquina e'ista# Eualquer mquina s/ pode trans"ormar

energia! recebida sob a "orma de calor em energia cedida sob a "orma de trabal%o! e nunca pode

criar energia a partir do nada#

P*sso 1

Pesquisar! em livros da rea! revistas e jornais! ou sites da internet! os modos de trans"er$nciade calor que ocorrem nos motores automotivos! as equa+9es envolvidas e o signi"icado de cadatermo! e como esses modos a"etam o desempen%o do carro#

Con$/s;o o P*sso 1


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m dos modos de trans"er$ncia de calor nos motores automotivos a condu+,o! pelo "ato domotor ser constitu.do de metal! que um bom condutor# A partir da queima de combust,o!

gerado calor! que automaticamente esquenta o motor! o sistema de arre"ecimento controla atemperatura do motor! protegendo o mesmo de danos# A convec+,o tambm predominante! poisas molculas de ar aquecem transmitindo o mesmo aquecimento ao motor#

A trans"er$ncia de calor a"eta o desempen%o! a e"ici$ncia e as emiss9es dos motores atravsdos seguintes par3metros:

Temperatura e press,o dos gases de combust,o (a"eta pot$ncia Xtil)

onsumo espec."ico de combust.vel

&etona+,o (troca de calor para os gases n,o queimados) que limita a ta'a de compress,oAquecimento da vlvula de e'aust,o (a"eta a e"ici$ncia volumtrica de admiss,o)#

0mport3ncia

A trans"er$ncia de calor a"eta o desempen%o! a e"ici$ncia e as emiss9es dos motores atravs dosseguintes par3metros:

2miss9es de 1 e H queimados na e'aust,o

Temperatura dos gases de e'aust,o (2*T) que controla turbocompressores e recuperadoresI

Aquecimento do /leo (maior atrito)

2'pans,o trmica dos componentes (pist,o! anis! cilindro! cabe+ote! etc#)

arrega o sistema de res"riamento e seus acess/rios#

Fodosde trans"er$ncia de calorI

1rdens de grandezas

Temperatura m'ima t.pica do gs queimado: ;;>> ? (;C>> Y)

Temperatura m'ima do material da parede do cilindro:

erro "undido D>> ? (=> ? (C


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Con/=;o

Fodo de trans"er$ncia em s/lidos e l.quidos em repouso

A intensidade "un+,o do material e do gradiente de temperaturaI

G o modo de trans"er$ncia de calor no cabe+ote! paredes do cilindro! pist,o! bloco e coletoresI

Con+e=;o

Fodo de trans"er$ncia entre "luidos e uma super".cie s/lidaI

A intensidade "un+,o do "luido! do movimento relativo da di"eren+a de temperaturasI

o motor a convec+,o "or+ada! em regime turbulento! pois e'iste bombeamento dos "luidosI

&epende de rela+9es emp.ricas espec."icas para cada tipo de escoamento e geometriaI

G o modo de trans"er$ncia de calor entre os gases e l.quidos e as paredes dos componentes domotor#

R*%*=;o

Fodo de trans"er$ncia entre corpos quentes e "rios por meio de emiss,o e absor+,o de ondaseletromagnticasI


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A intensidade "un+,o da di"eren+a de temperaturas

&epende de par3metros de "orma! absor+,o e emissividade espec."icos para cada tipo materiale geometria# G um modo secundrio de trans"er$ncia de calor entre os gases quentes durante aqueima e as paredes do cilindro#

G mais signi"icativo em motores de igni+,o por compress,o (ciclo &iesel) devido a presen+a de"uligem durante uma "ase da queima do combust.vel no cilindro#

2'iste radia+,o trmica proveniente do coletor de escapeI

P*sso 9

Pesquisar! em livros da rea! revistas e jornais! ou sites sugeridos da internet! como ocorre odesperd.cio na "orma de calor no motor de um autom/vel! e quais as novas tecnologias baseadasem materiais termoeltricos#

Con$/s;o o P*sso 9 2stima-se que nada menos do que C>N da energia produzida pelos carros! "bricas e centraiseltricas perca-se na "orma de calor - nos motores a combust,o dos carros! o desperd.cio podec%egar "acilmente aos K>N#

1s engen%eiros da niversidade 2stadual do 1regon! nos 2stados nidos! est,o usando umanova abordagem para capturar e usar o calor desperdi+ado nos escapamentos dos carros ecamin%9es! dos geradores a diesel! das usinas termoeltricas e de uma in"inidade de outras "ontes#


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5eaproveitamento do calorI

1 objetivo do equipamento usar esse calor para gerar energia eltrica ou! por estran%o quepossa parecer! para o res"riamento! seja em geladeiras ou em aparel%os de ar-condicionado#

Z0sto pode se tornar uma importante nova "onte de energia e um modo de mel%orar a e"ici$nciaenergtica!Z diz Hailei Vang! um dos pesquisadores do projeto# Z1 prot/tipo mostra que estessistemas "uncionam t,o bem quanto espervamos que "uncionassem#Z

5e"rigera+,o acionada por calorI

1 aparel%o utiliza um princ.pio c%amado Zsistema de re"rigera+,o ativada termicamenteZ#

1 aparel%o combina um ciclo de compress,o de vapor com um Zciclo 5anLine org3nicoZ [

ambas tecnologias de convers,o de energia bem con%ecidas#

*rande parte de sua e"ici$ncia vem do uso de micro canais e'traordinariamente pequenos!que otimizam a troca de calor# 1 novo aparel%o conseguiu trans"ormar K> por cento de cadaquilo\att-%ora de calor desperdi+ado em um quilo\att de capacidade de res"riamento# 0stosigni"ica! por e'emplo! que o ar-condicionado de um carro poder ser alimentado pelo calor docano de escapamento#

1 sistema tambm poder ser incorporado s tecnologias de energias alternativas como aenergia solar "otovoltaica! a energia termo-solar ou a geotrmica! alm dos geradores tradicionais!que "uncionam com diesel ou gs natural#

Trocando calor por "rio

Z2sta tecnologia ser especialmente Xtil se %ouver uma necessidade de sistemas dere"rigera+,o onde o calor est sendo desperdi+adoZ! disse Vang! o que ocorre principalmente nasindXstrias#

1 uso em autom/veis ir e'igir novos desenvolvimentos! sobretudo em miniaturiza+,o eredu+,o de peso do equipamento#

1s pesquisadores alertam que a e"ici$ncia de convers,o n,o ser t,o alta quando a meta "orproduzir eletricidade! "icando entre 6C e ;> por cento - ainda assim! muito mel%or do quesimplesmente desperdi+ar o potencial energtico do calor lan+ado na atmos"era#

P*sso 4

Pesquisar! em livros da rea! revistas e jornais! ou sites da internet! como ocorre odesperd.cio na "orma de calor no motor de um autom/vel! e quais as novas tecnologias baseadasem materiais termoeltricos#

Con$/s;o o P*sso 4


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Apesar de todos os avan+os tecnol/gicos! os motores dos carros atuais conseguem retirar

apenas B>N da energia contida na gasolina# 1s restantes N s,o perdidos na "orma de calor#

Ge!*no ene!,%* * &*!0%! o *$o! Agora cientistas das universidades do 1regon! 2stados nidos! e do onsel%o de Pesquisas

da Austrlia! trabal%ando conjuntamente! descobriram n,o apenas como recuperar essa energiaperdida pelos motores a combust,o! mas tambm como retirar energia das "ontes geotrmicas!uma "orma de gera+,o de energia limpa e renovvel dispon.vel em reas vulc3nicas#

1s cientistas criaram um novo tipo de material termoeltrico - ou material termo gerador!capaz de converter calor em energia eltrica - utilizando nano "ios# Z]### dispositivostermoeltricos nano estruturados poder,o ser prticos para aplica+9es como a recupera+,o docalor perdido nos motores de autom/veis! res"riadores constru.dos diretamente dentro dos c%ips ere"rigeradores domsticos mais compactos e silenciosos!Z e'plica Heiner RinLe! um dos

pesquisadores#

2le e seu colega Tamm_ Hump%re_ descobriram que dois objetos podem ter di"erentestemperaturas e ainda assimmanterem o equil.brio mXtuo em nano escala# 2sse um "en8meno crucial para que se possaatingir o desempen%o necessrio para o uso prtico dos materiais termoeltricos na gera+,o deenergia eltrica e na re"rigera+,o#

M*0e!%*%s 0e!moe$)0!%os 0magine uma '.cara de ca" sobre uma mesa: o ca" ir es"riar gradualmente porque asmolculas na '.cara trans"erir,o automaticamente o calor do ca" para a mesa! at atingir oequil.brio trmico# 2sse "en8meno e'plicado pelas leis da termodin3mica: o calor ir sempre

"luir do mais quente para o mais "rio# 1 problema que a energia gasta pelos eltrons para "azeressa trans"er$ncia simplesmente perdida#


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1s materiais termoeltricos tentam recuperar essa energia convertendo-a em eletricidade#Fas eles n,o "uncionam muito bem se o "lu'o de calor "or descontrolado# A descoberta "eita por

Hump%re_ e RinLe envolve justamente o controle do movimento dos eltrons! utilizandomateriais que s,o estruturados em nano escala#

2les demonstraram que! se uma tens,o eltrica "or aplicada a um sistema eltrico que tiveruma di"eren+a de temperatura! poss.vel controlar eltrons que ten%am uma energia espec."ica#0sto signi"ica que! se o material nano estruturado "or projetado para permitir apenas o "lu'o dessetipo de eltron! atinge-se um novo tipo de equil.brio! no qual os eltrons n,o migramespontaneamente do quente para o "rio#

omo o sistema n,o "icar verdadeiramente em equil.brio! o "lu'o de eltrons pode serrevertido! permitindo que um equipamento "uncione na e"ici$ncia m'ima poss.vel# Para os

motores de carro! essa e"ici$ncia m'ima teoria con%ecida como limite de arnot#

1s pesquisadores acreditam que a tecnologia atual j possibilite que seus materiais nanoestruturados criem equipamentos que atinjam C>N do limite de arnot# 1s mais e"icientesmateriais termoeltricos con%ecidos %oje atingem apenas 6CN desse limite#

7 CONCLUSO

2ssas Primeiras etapas! sobre Principio e aplica+,o da Termodin3mica! "orneceu ao grupodiversos con%ecimentos bsicos relacionado a matria! da mesma "orma que s,o ministrados emsala de aula# 2sta abordagem permitiu que nos alunos! se concentrem nas pr/'imas e'plana+9esque ser,o dadas em aula#

7 REFERENCIAS

R0J51 H042RR25

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%ttp:educacao#uol#com#brdisciplinasquimicaanticongelantes-liquidos-de-arre"ecimento-e-aditivos#%tm

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