Introdução ao estudo dos
motores
Motores são conjuntos de mecanismos
que transformam qualquer tipo de energia
em energia mecânica.
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Eólicos: fluxo de ar;
Hidráulicos: pressão de óleo;
Elétricos: corrente elétrica;
Térmicos: calor;
DESENVOLVIMENTO DOS MOTORES
DE COMBUSTÃO
• Até início de 1800 o calor era considerado um fluido
chamado calórico;
• 1783: LAPLACE e LAVOISIER introduziram o conceito de
calor especifico;
• 1842: MAYER e POISSON calcularam a equivalência do
trabalho em calor e definiram a equação do gás ideal;
DESENVOLVIMENTO DOS MOTORES
DE COMBUSTÃO
•
1652: Padre HAUTEFOILLE propõe a construção de
um motor aproveitando a força expansiva dos gases
provenientes da combustão da pólvora num cilindro
fechado;
• 1821: W. CECIL desenvolveu um motor que funcionava
com mistura de ar e hidrogênio, que foi realmente o
primeiro motor a funcionar com sucesso.
Invenção dos motores
OTTO e DIESEL
• 1878: Nicolaus OTTO, alemão, caixeiro
viajante e sócio de uma fábrica de motores a
gás, é o inventor do motor de combustão por
centelha;
• 1893: RUDOLF DIESEL, alemão, engenheiro,
é o inventor do motor de combustão por
compressão;
MOTORES TÉRMICOS DE COMBUSTÃO
EXTERNA
• produção externa de calor;
• motores de locomotivas a vapor
• atualmente o princípio é utilizado em usinas
termoelétricas e nucleares para geração de
energia elétrica.
MOTORES TÉRMICOS DE COMBUSTÃO
INTERNA
• produção de calor no interior do próprio
motor;
• tipos de motores que vamos estudar;
• utilizados na propulsão de tratores e
máquinas agrícolas.
PRINCÍPIOS TERMODINÂMICOS
A Termodinâmica estuda transformações de
energia.
1ª LEI DA TERMODINÂMICA: “Todas as
formas de energia são mutuamente
conversíveis”. E ainda: “ A energia de um
sistema fechado e isolado permanece
constante” (1847).
PRINCÍPIOS TERMODINÂMICOS
2ª LEI DA TERMODINÂMICA: “ A
temperatura da fonte de calor superior ao
meio circulante fornece calor ao meio em
busca de equilíbrio” (1865).
EQUAÇÃO DOS GASES
m
P V =
 R T
M
ou
P V
=k
T
P = pressão absoluta, dyna.cm-2;
V = volume do gás, cm3;
m = massa do gás (g);
M = peso molecular (g.mol-1)
R = constante dos gases;
T = temperatura do gás.
m
n=
M
n = número de
moles;
RELAÇÕES PVT
SISTEMA ISOLADO
Caso de Pressão constante
V 1 V2
V
= k ou
=
T
T 1 T2
Neste caso o aumento da Temperatura
ocasionará também um aumento do Volume
para manutenção da pressão constante
RELAÇÕES PVT
SISTEMA ISOLADO
Caso de Volume constante
P1 P2
P
= k ou
=
T
T 1 T2
Neste caso o aumento da Temperatura
ocasionará também um aumento da Pressão
para manutenção do volume constante.
TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA NOS
MOTORES TÉRMICOS
• principais componentes do motor no processo são:
cilindro – pistão – biela - manivela
COMBUSTÍVEL
Processo de transformação
ENERGIA MECÂNICA
Os motores térmicos transformam calor
em energia mecânica
FIM