AULA 1 - 7º ANO

(AULA 001/18 DE MARÇO)
HISTÓRIA DOS COMBUSTÍVEIS E DAS MÁQUINAS TÉRMICAS

Você conhece alguma máquina à vapor?

Eu conheci o trem denominado Maria Fumaça, mas não exatamente na época que ele era usado como meio de transporte. Conheci como uma relíquia, um passeio turístico.

Figura 1: Maria Fumaça. Crédito: gustavo.kunst CC-BY-SA-3.0, Wikimedia commons. Acesso em 09/05/2019.

São exemplos de máquinas térmicas, além da Maria Fumaça, os motores de combustão interna usados atualmente nos automóveis.

Esses você conhece, não?

O funcionamento das máquinas térmicas baseia-se na transformação de energia térmica em energia mecânica.

As primeiras máquinas térmicas usavam o vapor de água produzido em caldeiras como combustível para gerar movimento e realizar trabalho como, por exemplo, girar uma roda d’água ou as rodas de um trem.

Já as máquinas térmicas de combustão interna têm como base os gases gerados durante a queima do combustível. De forma geral, a queima do combustível gera energia que é transferida para o gás. Esse gás então se expande realizando trabalho, enquanto sua temperatura diminui.

Nesse processo tanto a energia interna, quanto o trabalho realizado dependem da quantidade de calor que é transferida para o gás.

Foi a busca do aumento da eficiência dessa transferência que alavancou o desenvolvimento dessas máquinas.

As máquinas térmicas que usavam carvão foram muito importantes na história, pois foram as precursoras de tantas outras.

Vamos agora ver a evolução delas.

Máquinas a vapor

A primeira máquina térmica que se tem registro é a máquina de Heron, que consiste em uma esfera oca de cobre com dois canudinhos de cobre torcidos.

A esfera de Heron continha água em seu interior que, quando aquecida, saia pelos canudinhos em forma de vapor fazendo a esfera girar.

Figura 2: Máquina de Heron. Crédito: Louis Figuier, domínio públicio, Wikimedia commons. Acesso em 09/05/2019.

A máquina de Heron foi encontrada nos registros do século I a.C. e parecia funcionar apenas como equipamento de entretenimento.

O segundo registro encontrado é datado de 1629 - uma vasilha preenchida com água que possuía um cano aberto para saída do vapor gerado (algo parecido com uma chaleira).

Ao ser aquecida, o vapor gerado saída pelo cano e movia uma roda com pás.

Em 1690 o vapor foi utilizado pela primeira vez para movimentar um êmbolo dentro de um cilindro – a base de funcionamento das máquinas térmicas atuais.

Por volta de 1712 uma nova máquina térmica foi desenvolvida. Ela possuía uma viga (como uma gangorra, o brinquedo dos parques infantis) e era utilizada para retirar água das profundezas ou para subir cargas pesadas.

Ainda hoje esse tipo de estrutura é usada para retirar petróleo das profundezas. Elas são conhecidas como cavalos.

Figura 3: Bomba cabeça de cavalo. Crédito: Thiagonegris, CC-BY-3.0, Wikimedia commons. Acesso em 09/05/2019.

ATIVIDADES

1 - Qual a importância das máquinas a vapor(térmicas)?

2 - No ano de 1690 o vapor foi utilizado pela primeira vez, para que ele serviu?  

3 - Pesquise e defina o que foi a revolução industrial?