Como a energia do universo é conservada durante a combustão da gasolina no motor de um carro?
Durante o processo de combustão no motor de um carro, a energia química armazenada na gasolina é convertida em diversas formas de energia, como calor, trabalho mecânico e som. Embora a energia total permaneça constante e seja conservada de acordo com a lei da conservação da energia, veja como ocorre essa conversão de energia:
1.
Energia Química em Energia Térmica: Quando a gasolina é misturada ao ar e inflamada pela vela, ocorre uma reação química, liberando energia térmica. Essa reação exotérmica converte as ligações químicas da gasolina em compostos mais simples e estáveis, como dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). O calor gerado durante a combustão aumenta a temperatura e a pressão no interior dos cilindros do motor.
2.
Energia Térmica em Energia Mecânica: A alta pressão criada pelos gases de combustão atua sobre os pistões, empurrando-os para baixo com uma força considerável. Este movimento dos pistões é transformado em energia mecânica. À medida que o virabrequim está conectado aos pistões, o movimento linear dos pistões é convertido em movimento rotacional do virabrequim.
3.
Energia Mecânica em Energia Cinética: A rotação do virabrequim é transferida para as rodas do carro através de uma série de engrenagens e componentes do sistema de transmissão. À medida que as rodas giram, a energia cinética do carro aumenta, impulsionando-o para frente.
4.
Dissipação de energia: Nem toda a energia liberada durante a combustão é convertida em trabalho útil. Parte da energia é perdida na forma de calor através do sistema de refrigeração do motor e dos gases de escape. O atrito entre as partes móveis também contribui para a dissipação de energia. Além disso, parte da energia é perdida na forma de som, na forma de ruído do motor e emissões de escapamento.
É importante notar que embora a energia seja conservada, a sua qualidade pode degradar-se durante estas transformações. A energia química de alta qualidade armazenada na gasolina é convertida em formas de energia de qualidade inferior, como o calor, que é mais difícil de utilizar de forma eficiente. Portanto, sempre há alguma perda de energia utilizável durante o processo de combustão.