O MOTOR DE EXPLOSÃO

O MOTOR DE EXPLOSÃO

            No decorrer do século XX , foram inventados vários outros tipos de máquinas térmicas , destacando-se elas os motores de explosão , as turbinas a vapor, os motores a jato etc.

            Em particular, os motores de explosão tornaram-se muito conhecidos em virtude se seu uso nos automóveis. O motor de explosão da quatro tempos, assim denominado porque seu funcionamento se faz em quatro etapas: o cilindro possui uma válvula d admissão, uma de escapamento e uma vela que é um dispositivo destinado a produzir uma centelha ( que provoca a ignição ou explosão) no momento oportuno. A mistura explosiva, constituída de gasolina e ar, formando no carburador, chega à camará, chamada de explosão , através da válvula , que é governada por um sistema de alavancas.

            -No primeiro tempo, denominado admissão , a válvula se abre , permitindo a entrada da mistura explosiva, enquanto o pistom desce no cilindro.

            -No segundo tempo, denominado compressão,  a mistura é comprimida na câmera  e sua temperatura se eleva. Neste tempo , as válvulas permanecem fechadas.

            -No terceiro tempo, denominado explosão e expansão,  a vela produz uma centelha elétrica , causando a ignição da mistura explosiva. Este é o único tempo no qual há produção de um trabalho efetivo, pois os gases quentes da combustão, por sua alta pressão, façam o pistom descer, comunicando movimento de rotação a uma roda a ele acoplada.

            -No quarto tempo,. Denominado exaustão ou escapamento, a válvulas se abre, permitindo o escape dos gases através do tubo( cano de descarga) enquanto o piston sobe no cilindro. Fechando-se a válvula, uma nova descida do pistom e abertura da válvula ( primeiro tempo) são início a outro ciclo.

            Analisando as máquinas térmicas, verificamos que existem alguns aspectos comunas ao funcionamento de todas elas, De fato, todas operam em ciclo , isto é. Retornam periodicamente às condições iniciais e cada ciclo pode ser representado, esquematicamente. A máquina retira uma certa quantidade de calor Q₁ de um corpo aquecido, denominado  fonte quente( pro exemplo, no caso da máquina de Watt, a fonte quente é a fornalha eu aquece a água da caldeira) . A maquina utiliza parte deste calor para realize um trabalho T e rejeita uma quantidade de calor Q₂  para a fonte fria. Na máquina de Watt. Por exemplo, este calor Q₂ é transportado pelo vapor que sai ainda aquecido do cilindro e é liberado no condensador , o qual representa a fonte fria desta máquina.

            Denomina-se  rendimento, R,  de uma máquina térmica a relação entre o trabalho ,T, que ela realiza em cada ciclo,e o calor , Q₁,  absorvido, durante o ciclo,da fonte quente, isto é,

                                                            R = T/Q₁

            Logo, o rendimento de uma máquina térmica será tanto maior quanto maior for o trabalho que ela realiza, para uma determinada quantidade de calor absorvido. Assim, se o rendimento de uma máquina for R = 0,50( ou R= 50%), isto significa que esta máquina transforma em trabalho a metade do calor que ela recebe da fonte quente.

            Temos claramente, peça conservação da energia, que Q₁= T + Q₂ ou T= Q₁-Q₂. Então, podemos expressar o rendimento de uma máquina térmica da seguinte maneira;

                                                            R= T/Q₁ = Q₁-Q₂/Q₁ ou   R = 1 – Q₂/Q₁

Fonte: Luiz,Antônio Máximo Ribeiro da,Beatriz Alvarenga Álvares, Física 1 vol 2- São Paulo;Scpione,2006