7.̊ ano#etapa2

Semana 14

Prof. Leandro Rossini Dias

2

7º.

ano

Semana 14 – #etapa2

Ciências

Semana 14 - 2º semestre

7º ANO

Neste Guia, você vai estudar sobre máquinas térmicas.

Pág. 14 a 23 do Volume 4

3Semana 14 – #etapa27º. ano –

Na semana passada, estudamos sobre os tipos de combustíveis, com destaque aos combustíveis renováveis, seus tipos, suas características e suas vantagens.

Nesta semana, estudaremos as máquinas térmicas e como elas funcionam.

Vamos lá?

Máquinas térmicas

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4Semana 14 – #etapa27º. ano –

� Máquinas térmicas ou motores térmicos são aqueles que usam o calor (Q) para gerar movimento, isto é, energia mecânica.

� As máquinas térmicas, principalmente as máquinas a vapor, foram largamente utilizadas durante os séculos XVIII e XIX, no período da Revolução Industrial.

� Nessa época, os principais combustíveis eram madeira e carvão mineral. � Atualmente, o motor da maioria dos automóveis, caminhões, trens e navios continua sendo uma máquina térmica, mas seu combustível é a gasolina, o óleo diesel, o gás natural (derivados do petróleo) ou o etanol.

Máquinas térmicas

Máquina térmica é um dispositivo que transforma parte da energia térmica fornecida em energia mecânica.

5Semana 14 – #etapa27º. ano –

� Você já reparou que, depois de um tempo ligado, o motor em funcionamento esquenta?

� As máquinas térmicas constituem um sistema termodinâmico no qual realizam a conversão de energia térmica (calor) em energia mecânica.

� O funcionamento dessas máquinas envolve as seguintes etapas:

Funcionamento das máquinas térmicas

1. A máquina recebe energia térmica de uma fonte quente.

2. Parte dessa energia térmica é transformada em energia mecânica.

3. A energia térmica que não é utilizada é descartada para o ambiente, sendo chamada de fonte fria.

Acesse o endereço a seguir e veja alguns experimentos de máquinas térmicas e seus funcionamentos. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=b4KzSF5c_mE>. Acesso em: 17 set. 2020.

6Semana 14 – #etapa27º. ano –

Funcionamento das máquinas térmicas

� De maneira simplificada, a máquina térmica pode ser entendida como um dispositivo que, por um lado, recebe e, por outro, cede calor. No meio desse processo, parte do calor é aproveitada para gerar trabalho.

� A energia mecânica é utilizada para mover, geralmente, um pistão (trabalho mecânico).

� Uma máquina térmica nunca transforma o calor totalmente em trabalho, isto é, sempre cede uma parte do calor é perdido na fonte fria.

O rendimento de uma máquina térmica é dada pela razão entre trabalho (t) e calor fornecido pela fonte quente (Qquente). Assim, quanto o aproveitamento da máquina térmica em relação ao calor fornecido pela fonte quente, mais eficiente é o dispositivo (máquina térmica). Quanto maior for o calor perdido para a fonte fria, menos eficiente é o dispositivo (máquina térmica).

7Semana 14 – #etapa27º. ano –

Ciclos de refrigeração

� Refrigeradores e bombas de calor são máquinas térmicas que trabalham com o ciclo termodinâmico inverso.

� Nestes tipos de máquinas, é utilizada uma fonte externa para realizar trabalho e transferir, forçadamente, o calor da fonte fria para a mais quente.

� Nestes dispositivos, a energia elétrica é fornecida para o compressor, que realiza trabalho e transfere calor da fonte fria para a fonte quente.

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8Semana 14 – #etapa27º. ano –

1. O que são máquinas térmicas? Cite três exemplos.

2. Explique resumidamente o funcionamento de uma máquina térmica.

3. Em que período iniciou-se o uso das máquinas térmicas em grande escala? Quais eram os tipos de combustíveis utilizados para estas máquinas térmicas?

4. ‘’Toda máquina térmica tem 100% de rendimento’’. Esta afirmação está correta? Explique.

Resp.; 1. Máquinas térmicas, também chamadas de motores térmicos, são aquelas que usam o calor para gerar trabalho (movimento). Entre as diversas máquinas térmicas existentes, temos o motor da maioria dos automóveis, caminhões e trens; 2. Para o funcionamento de uma máquina térmica, o calor vem de uma fonte quente (queima do combustível) e, depois, parte dele é lançado para uma fonte fria (o ambiente). No meio desse processo, parte do calor é aproveitado para gerar trabalho (o movimento da máquina térmica); 3. Com o surgimento das máquinas a vapor, as máquinas térmicas foram muito utilizadas na Revolução Industrial (séculos XVIII e XIX). Os combustíveis mais utilizados nessa época foram madeira e carvão mineral; 4. A afirmação não está correta. Não existe máquina térmica com rendimento de 100%, pois parte do calor fornecido pela fonte quente é perdido na fonte fria. Ou seja, nenhuma máquina térmica consegue transformar todo o calor absorvido da fonte quente em trabalho (movimento). ATIVIDADES