Termodinâmica Aula 6

A experiência mostra que os sólidos, ao sofrerem um aquecimento, se dilatam e, ao serem resfriados, se contraem. A dilatação ou a contração ocorre em três dimensões: comprimento, largura e espessura. Dilatação linear É aquela em que predomina a variação no comprimento. DL = L - L0 DL = a.L0.DT L = L 0 (1+ a.DT) DL = variação no comprimento a = coeficiente de dilatação linear (º C -1 ) DT = variação da temperatura (º C) 1 Um cano de cobre de 4 m a 20o C é aquecido até 80o C. Dado do cobre igual a 17.10-6 oC-1 , de quanto aumentou o comprimento do cano? 2 O comprimento de um fio de alumínio é de 30 m, a 20o C. Sabendo-se que o fio é aquecido até 60o C e que o coeficiente de dilatação linear do alumínio é de 24.10-6 oC-1, determine a variação no comprimento do fio. 3 Qual o aumento de comprimento que sofre uma extensão de trilhos de ferro com 1000 m ao passar de 0o C para 40o C, sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 12.10-6 oC-1 ? 4 Uma barra de ferro tem, a 20o C, um comprimento igual a 300 cm. O coeficiente de dilatação linear do ferro vale 12.10-6 oC-1. Determine o comprimento da barra a 120o C. 5 Um tubo de ferro, a = 12.10-6 oC-1, tem 10 m a -20o C. Ele foi aquecido até 80o C. Calcule o comprimento a final do tubo. 6 Uma barra de determinada substância é aquecida de 20o C para 220o C. Seu comprimento à temperatura de 20o C é de 5,000 cm e à temperatura de 220o C é de 5,002 cm. Determine o coeficiente de dilatação linear da substância. Questões 1 Aquecendo-se um sólido, suas moléculas: a) nada sofrem; b) vibram menos; c) se aproximam; d) vibram mais e se afastam 2 A distância entre dois pedaços de trilhos consecutivos em uma estrada de ferro é: a) menor no inverno; b) praticamente constante; c) maior no inverno; d) maior no verão. 3 Um pino deve se ajustar ao orifício de uma placa que está na temperatura de 20o C. No entanto, verifica-se que o orifício é pequeno para receber o pino. Que procedimentos podem permitir que o pino se ajuste ao orifício? a) aquecer o pino; b) esfriar a placa; c) colocar o pino numa geladeira; d) nenhuma das anteriores. 4 Ao colocar um fio de cobre entre dois postes, num dia de verão, um eletricista deve: a) deixá-lo muito esticado; b) deixá-lo pouco esticado; c) é indiferente se pouco ou muito esticado.

Sistemas Hidráulicos

Gerador: Bombas de deslocamento (engrenagens, palhetas, pistões etc.); Distribuidor: válvulas direcionais, válvulas de pressão, válvulas de bloqueio etc. Consumidor: cilindros lineares, motores, cilindros rotativos etc. Sistemas Hidráulicos Grupo de acionamento Grupo de Comando e Controle Grupo de atuação Vantagens:
Fácil instalação;
Rápida e suave inversão de movimentos;
Pode ser iniciado em plena carga;
Precisão no posicionamento e velocidade;
Sistemas auto lubrificados;
Pequena relação peso/potencia;
Pequena relação tamanho/potencia;
Proteção simples contra sobrecarga. Fluido Hidráulico - Funções:
Transmitir pressão;
Lubrificar as partes móveis;
Proteger contra oxidação;
Eliminar calor;
Remover partículas metálicas. Fluidos Hidráulicos - Tipos:
Óleo mineral;
Fluídos resistentes ao fogo: • Emulsão de óleo (1 a 40%) em água; • Emulsão de água (40%) em óleo; Aditivos: • Fluído sintético.
Inibidor de oxidação: reduz a reação do óleo com o oxigênio.
Inibidor de corrosão: forma um filme sobre os metais que neutraliza material corrosivo ácido.
Extrema pressão (antidesgaste): para aplicações de alta temperatura e alta pressão.
Antiespumante: une pequenas bolhas de ar que se desprendem e estouram.

Termodinâmica Aula 5

Dilatação Linear: É aquela na qual predomina a variação em uma única dimensão, ou seja, no comprimento, largura ou altura do corpo. Para estudarmos este tipo de dilatação, imagine uma barra metálica de comprimento inicial L0 e temperatura θ0. — Se aquecermos esta barra até que a mesma sofra um variação de temperatura Δθ, notaremos que seu comprimento passa ser igual a L (conforme a figura abaixo: Dos itens anteriores podemos escrever que a dilatação linear é: Onde: L0 = comprimento inicial. L = comprimento final. ΔL = dilatação (DL > 0) ou contração (DL < 0) Δθ = θ0 - θ(variação da temperatura) α = é uma constante de proporcionalidade característica do material que constitui a barra, denominada coeficiente de dilatação térmica linear.

Fluidos Refrigerantes.

Gás refrigerante: Se a pressão exercida na superfície de um corpo líquido for reduzida, este passará ao estado gasoso mais facilmente, requerendo neste caso uma quantidade menor de calor para evaporar. Por isso uma das primeiras etapas cumpridas no desenvolvimento dos sistemas de refrigeração foi encontrar o fluido cujo ponto de evaporação fosse mais baixo do que o da água. Esta característica foi encontrada nos chamados "fluidos refrigerantes". O gás CFC-12 (R12) era um dos mais usados até ser proibido pelo elevado poder destrutivo do ozônio atmosférico (encarregado de interceptar a maior parte das radiações ultravioletas). O gás HCFC-22 (R22) consegue a combinação de ótimas características químicas e físicas a um elevado rendimento volumétrico, sendo usado nas instalações de climatização de baixa a médias potências. O gás CFC 114, é usado nos compressores centrífugos nas instalações de climatização. Conhecidos na realidade doméstica como “gás de geladeira”, os agentes refrigerantes são substâncias que absorvem grande quantidade de calor ao passarem do estado líquido para o gasoso. A absorção depende de uma fonte extra para efetuar a troca de calor (água ou o ar) e ocorre justamente com a mudança de fase do fluido. Inicialmente, os refrigerantes mais usados eram a amônia, o dióxido de carbono, dióxido de enxofre e cloreto de metila. Em 1931, o setor conheceu os refrigerantes de fluorcarbono, fabricados pela Dupont. No ano seguinte, o cientista Thomas Midgely Jr. inventou o refrigerante 12, mais conhecido como Freon 12, ou o famigerado clorofluorcarbono (CFC). Este tem a característica de apresentar reação endotérmica – capacidade de regular sua própria temperatura de acordo com a interação com o meio – quando expande ou quando vaporiza. Além disso, não é inflamável, não é explosivo, não é tóxico e não corrói metais. No final da década de 80, um golpe esfriou o entusiasmo dos adeptos do CFC e outros. Evidências científicas ligaram os produtos de fluorcarbonos a buracos na camada de ozônio, importante barreira ao excesso de radiação solar ultravioleta na superfície terrestre. Em pesquisa de refrigerantes substitutos, a categoria dos hidrocarbonetos (HC) resultam inócuos para o ambiente, mas são extremamente inflamáveis, portanto são pouco adaptados aos Sistemas civis; a categoria dos refrigerantes naturais (amônia) apresenta boas propriedades termodinâmicas, baixa inflamabilidade, mas elevada toxicidade, enfim à categoria dos hidro-fluorcaburetos (HFC) que não têm o impacto no ozônio estratosférico, mas aumenta a poluição do ar (quantidades de CO² no ar). O gás HFC 134a (R134a) substitui o CFC-12 na refrigeração civil, seu impacto é baixo no ozônio, mas não é adaptado para os sistemas de climatização. A substituição do R22 recorre-se ao gás HFC 407C (R407c) ou ao HFC 410A (R410a), mas em ambos os casos são necessários uma conversão das instalações de refrigeração e de ar-condicionado. Além destes, pode ser usado também o gás HFC 404A (R404A) que, porém, apresenta um potencial de superaquecimento global entre os mais elevados da categoria dos hidrofluorcarburetos. Portanto, os sistemas de climatização continuam utilizando o R 22, porém em processo extremamente controlado, ou seja, para ocorrer uma entropia (fuga no sistema), seria necessária uma ação voluntária no sentido de romper a tubulação, causando assim um vazamento.

Termodinâmica Aula 4

• Dilatação térmica: Todos os corpos na natureza estão sujeitos a este fenômeno, uns mais outros menos. Geralmente quando aquecemos algum corpo, ou alguma substância, esta tende a aumentar seu volume (expansão térmica). E, se resfriarmos algum corpo ou substância esta tende a diminuir seu volume (contração térmica). 
• Existem alguns materiais que em condições especiais fazem o contrário, ou seja, quando aquecem contraem-se e quando esfriam dilatam-se. É o caso da água quando está na faixa de temperatura entre 0ºC e 4ºC. Porém este é um caso isolado, pois a água é considerada uma substância anômala. 
• Porque a dilatação térmica acontece? Bem, você deve estar lembrado que quando aquecemos alguma substância estamos aumentando a agitação de suas moléculas, e isso faz com que elas se afastem umas das outras, aumentando logicamente o espaço entre elas. 
• Para uma molécula é mais fácil, quando esta está vibrando com mais intensidade, afastar-se das suas vizinhas do que aproximar-se delas. Isso acontece por causa da maneira como as forças moleculares agem no interior da matéria. 
• Então, se o espaço entre elas aumenta, o volume final do corpo acaba aumentando também. Quando resfriamos uma substância ocorre exatamente o inverso. Diminuímos a agitação interna das mesmas o que faz com que o espaço entre as moléculas diminua, ocasionando uma diminuição do volume do corpo. Se o espaço entre as moléculas diminui, o volume final do corpo acaba diminuindo também.
• Como calcular estas dilatações ou estas contrações? Existem três equações simples para determinar o quanto um corpo varia de tamanho, e cada uma delas deve ser usada em uma situação diferente: 

• Vale destacar que o coeficiente de dilatação linear (alfa) é um número tabelado (ver tabela abaixo) e depende de cada material. Com ele podemos comparar qual substância dilata ou contrai mais do que outra. Quanto maior for o coeficiente de dilatação linear da substância mais facilidade ela terá para aumentar seu tamanho, quando aquecida, ou diminuir seu tamanho, quando resfriada. Outra coisa interessante de notar é que, se soubermos o valor do coeficiente de dilatação linear de uma determinada substância, poderemos também saber o valor do coeficiente de dilatação superficial (beta) e o coeficiente de dilatação volumétrica (gama) da mesma. 
• Eles se relacionam da seguinte maneira: beta= 2 alfa e gama= 3 alfa

• Obs: DL , DA ou DV positivos significa que a substância aumentou suas dimensões. DL , DA ou DV negativos significa que a substância diminuiu suas dimensões.
• Leia mais: Termodinâmica - Aula 5

Mitos do Sistema Flex Fuel

Os motores com o sistema flex fuel, que podem ser abastecidos tanto com álcool quanto com gasolina, conquistaram os brasileiros e, devido à aceitação, hoje estão em 9 de cada 10 veículos fabricados no País. Mas o surgimento desta tecnologia trouxe alguns mitos, como o de que os motores apresentam problemas quando o consumidor opta por abastecê-los com um tipo de combustível por tempo prolongado e que o veículo demora a reconhecer quando há troca do combustível. No entanto, especialistas no assunto afirmam que isto não é verdade, o que significa que quem possui carro flex tem a liberdade de escolher o combustível mais viável economicamente na hora de abastecer. Os motores flex são projetados para funcionar com álcool e gasolina misturados ou somente com um dos combustíveis. As falhas e desgastes que podem ocorrer não são geradas pelo uso apenas de um ou de outro, mas por causa da má qualidade do combustível, como excesso de álcool na gasolina ou de água no álcool, conforme explicou Roberto Bortolussi, professor e coordenador do Curso de Engenharia Mecânica de Automóveis da Faculdade de Engenharia Industrial (FEI), de São Bernardo do Campo (SP). Funcionamento Quem possui veículo com motor bicombustível não precisa se preocupar também com o mito de que o carro não vai funcionar quando houver troca do combustível. “Este tipo de motor possui um sistema eletrônico que reconhece instantaneamente o tipo de combustível. Assim, pode-se abastecer com gasolina, álcool ou com os dois juntos a qualquer momento”, afirmou o mecânico Carlos Roberto Ribeiro, que trabalha há mais de duas décadas com motores de veículos. Carlos Roberto afirma que abastecer o carro por muito tempo apenas com álcool, que é um combustível bem mais corrosivo que a gasolina, não afeta ou diminui o tempo de vida útil de um motor flex fuel. A afirmação é reforçada pelo mecânico Marcelo de Almeida Grande. “Os motores foram desenvolvidos com dispositivos projetados e testados para atenderem às mesmas especificações e requisitos de durabilidade que tem um carro com motor a gasolina. Tanto o uso contínuo de um quanto de outro combustível não prejudica a durabilidade”, disse. Clovis Fernandes Tormin possui uma distribuidora de hortifrutigranjeiros e percorre diariamente cerca de 200 quilômetros para entregar frutas e verduras em diversos estabelecimentos de Uberlândia. Para fazer este trabalho, o empresário utiliza um carro com motor bicombustível. Hoje, ele está optando por encher o tanque do veículo com álcool e ele garante que isso não provocou nenhum problema mecânico que atrapalhasse o desempenho do veículo. “Não tenho problema. Pelo contrário, o motor liga normalmente quando saio de manhã, ao contrário dos antigos motores a álcool.” Gasolina aditivada é melhor, diz mecânico Segundo o mecânico Marcelo de Almeida Grande, que trabalha há 18 anos em Uberlândia, a gasolina comum pode ser usada em todos os carros flex fuel, mas ele recomenda aos consumidores que optem sempre pela aditivada. “Este tipo de gasolina evita a carbonização das partes internas do motor, pois possui aditivos que exercem a função de livrar o sistema de impurezas e manter limpo os bicos injetores, o tanque e válvulas por onde circula o combustível”, disse. Marcelo Grande e o também Carlos Ribeiro não recomendam aos proprietários de carros a gasolina colocar o adaptador flex fuel que está sendo vendido no mercado. O adaptador possui um sensor de identificação do combustível da mesma forma que os motores flex fuel que saem de fábrica. No entanto, para um veículo funcionar com álcool e gasolina, mantendo desempenho e performance e garantindo a durabilidade das peças, é preciso que o sistema seja desenvolvido especialmente para ele. Só assim é possível garantir um padrão de qualidade de funcionamento. “Não basta apenas reconhecer o combustível, o motor precisa de peças apropriadas para os dois combustíveis. Caso contrário, se você passar a abastecer um carro a gasolina com álcool, as peças do motor vão estragar em no máximo seis meses”, afirmou Carlos Ribeiro. Fonte: Correio de Uberlândia.