Este objeto é um instrumento de demonstração de máquina a vapor clássica. De maneira simplificada, este modelo consiste em uma caldeira conectada a um mecanismo com pistão que transforma o fluxo de vapor em movimento das peças. Show Esta máquina pode ser dividida em partes para facilitar o entendimento. A fornalha é o espaço onde o combustível é queimado, gerando o calor que aquece a caldeira. Sobre a fornalha encontra-se a caldeira, onde a água é transformada em vapor que, por sua vez é levado sob pressão para o cilindro. Dentro do cilindro há o pistão, peça móvel que é empurrada ciclicamente para a frente e para trás pela pressão do vapor e leva o movimento às rodas e ao governador centrífugo. Este último é um mecanismo que, de acordo com a velocidade de giro das massas, controla a admissão do vapor no cilindro, acelerando ou freando o movimento. Este vídeo mostra, de maneira didática e simplificada, o funcionamento de uma locomotiva. O motor, propriamente dito, é a parte mecânica que utiliza o vapor sob pressão para gerar movimento. Houve diversos modelos de motores a vapor, mas o modelo representado por este objeto é o Motor Alternativo. Neste modelo, uma válvula móvel alterna o lado de admissão e exaustão do vapor dentro do cilindro, fazendo com que a exaustão seja forçada devido à admissão de vapor do outro lado do cilindro. By Panther — Steam engine in action.gif, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=79000149É interessante analisar como a energia se transforma ao longo do processo da máquina. A queima de um combustível converte energia química do material em energia térmica, que causa a evaporação e expansão da água da caldeira, que move o pistão e posteriormente as rodas da máquina, se convertendo em energia mecânica. Este é o princípio das usinas térmicas. Usinas térmicas nos dias de hojeAs máquinas a vapor revolucionaram o mundo a partir do século XVIII. A invenção destas máquinas criou alternativas confiáveis aos sistemas anteriores de fonte de trabalho. As principais fontes de trabalho eram a tração animal e a energia dos ventos, como em barcos à vela ou cata-ventos. Quando falamos em máquinas a vapor, o primeiro exemplo é sempre o da locomotiva, mas é importante perceber que a revolução destas máquinas que geram movimento a partir da queima de combustível não se resumem ao transporte. As primeiras máquinas a vapor eram estacionárias e utilizadas para bombear água, e os mesmos princípios foram utilizados em maquinários industriais. A invenção e utilização de máquinas a vapor foi extremamente importante para a 1ª Revolução Industrial. Hoje em dia, o princípio das máquinas a vapor ainda é muito utilizado. As usinas termoelétricas e de fissão nuclear utilizam a queima de combustível ou a emissão de radiação, respectivamente, como forma de aquecer a água de uma caldeira e gerar vapor sob pressão. O vapor é utilizado para mover as turbinas de geradores elétricos que convertem o movimento das turbinas em energia elétrica. Os motores à combustão interna, como os dos carros, foram uma nova revolução. Nestes o combustível é o mesmo material que se expande e gera o movimento dos pistões, mas o princípio da máquina térmica é o mesmo desde 1800. Pesquisa: Gabriel Cury Perrone; Físico UFRGS / Fevereiro 2020 As máquinas térmicas são dispositivos capazes de converter energia térmica em energia mecânica, sendo utilizadas principalmente como meios de transporte e nas indústrias. Podemos citar como exemplo os veículos automotores, a máquina a vapor e a turbina a vapor. É impossível imaginar nossa vida sem esses dispositivos, que a cada dia estão mais aprimorados. O primeiro dispositivo que utilizava esse mesmo princípio de funcionamento foi a máquina de Herón, no século I d.C. Em 1698, Thomas Savery criou a primeira com utilidade prática, que era usada para retirar água das minas. Posteriormente, por volta de 1712, essa máquina de Savery foi aperfeiçoada por Thomas Newcomen e passou a ser utilizada também para elevar cargas. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) No entanto, as máquinas térmicas obtiveram destaque de fato apenas no século 18, quando James Watt (1736 – 1819), em 1763, criou uma máquina que possuía maior eficiência do que as que eram até então conhecidas. Assim, elas passaram a ser utilizadas na indústria e em larga escala, o que foi de enorme contribuição para a Revolução Industrial. Foi em 1804 que as máquinas a vapor passaram a ser utilizadas para locomoção. A locomotiva a vapor, construída por Richard Trevithick, era capaz de transportar 450 pessoas a uma velocidade de 24 km/h, velocidade bem menor que a que estamos acostumados atualmente. Depois da locomotiva, vieram os carros, o primeiro foi produzido em 1885, pelo Engenheiro Alemão Karl Benz, e possuía motor a gasolina. Tópicos deste artigo
Mapa Mental: Máquinas Térmicas*Para baixar o mapa mental em PDF, clique aqui! As máquinas térmicas foram fundamentais para o desenvolvimento tecnológico da humanidade, a começar pela Revolução Industrial, os meios de transporte e a produção de energia. Atualmente é impossível imaginar nossas vidas sem esses dispositivos, que, a cada dia, estão sendo mais aprimorados, contribuindo, assim, para a nossa qualidade de vida. * Mapa mental por Me. Rafael Helerbrock
Qual o papel dos navios e locomotivas a vapor na Revolução Industrial?O barco a vapor e as estradas de ferro diminuíram o tempo das viagens. Além disso, o custo dos transportes baixo, aumentou ainda mais o volume das trocas, isto é, o mercado. O aumento das trocas fez com que fosse necessário produzir mais, e, assim, os avanços da industrialização tornaram-se cada vez maiores.
Qual foi a importância da locomotiva a vapor?A invenção e constante aperfeiçoamento da máquina a vapor permitiu também o aumento da produtividade e custos reduzidos. A velocidade de rotação da máquina a vapor e o baixo custo da energia transformaram esta máquina num engenho de alta rendibilidade, a qual se tornou no símbolo da Revolução Industrial.
Para que serve o navio a vapor?Transporte de correspondência
A travessia regular dos oceanos foi iniciada pelos chamados navios postais a vapor. Era um negócio lucrativo para as companhias marítimas, que recebiam subvenção estatal para o transporte de correspondência.
Para que servem as máquinas a vapor?Esta máquina permitia transformar a energia armazenada no vapor quente em energia utilizável e preconizava a utilização intensiva desta fonte de energia na indústria, substituindo o aproveitamento da energia eólica e hídrica, dependente das condições meteorológicas e portanto imprevisível.
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