Nesta videoaula, o professor Jordy trata de um assunto muito importante da física: máquinas térmicas.

O que é Máquina Térmica?

A máquina térmica é um dispositivo cuja função é transformar calor em energia mecânica útil, ou seja, transformar calor em trabalho.

Podemos citar como exemplo o motor de um veículo (combustão) ou uma usina termelétrica, entre outros.

Funcionamento da Máquina Térmica

Uma máquina térmica sempre opera entre duas fontes de calor. Uma delas é chamada de fonte quente porque está a uma temperatura maior (Tq, constante), e a outra de fonte fria porque está a uma temperatura menor (Tf, constante).

A máquina térmica vai retirar calor da fonte quente (Qq). Uma parte desse calor a máquina realiza trabalho e a outra parte ela rejeita para a fonte fria (Qf).

Dessa forma, podemos afirmar que o calor da fonte quente (Qq) é uma soma do trabalho realizado mais o calor rejeitado para a fonte fria (Qf).

Motor do Carro

No exemplo do motor de um carro, a fonte quente seria o exato instante da combustão. No momento da explosão do combustível há a liberação de calor da fonte quente, que impulsiona o pistão, convertendo calor em trabalho (energia mecânica útil). Sabemos que nem todo o calor da fonte quente é convertido em trabalho, uma parte é rejeitada para a fonte fria, que pode ser a água que refrigera o bloco do motor.

Como calcular Rendimento da Máquina Térmica

Também é muito cobrado nos exames o cálculo do rendimento da máquina térmica, que é a razão entre o trabalho realizado e o calor que a máquina retira da fonte quente.  O rendimento é uma grandeza adimensional, ou seja, sem unidade, e normalmente é expresso em porcentagem – sempre menor que 100%.

Ciclo de Carnot

Quando se fala em máquina térmica ideal não significa que o rendimento é 100%, mas sim que ela obedece ao Ciclo de Carnot, que é o ciclo no qual você consegue o maior rendimento possível.

O Ciclo de Carnot possui 4 transformações: expansão isotérmica, expansão adiabática, compressão isotérmica e compressão adiabática.

Exercício Resolvido de Máquina Térmica

Veja tudo isso com detalhes e um exercício resolvido nesta completa videoaula sobre máquina térmica.

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