Muitas máquinas aproveitam a energia térmica para trabalhar, e fazem isso de algumas maneiras importantes:
1. Motores térmicos: *
O princípio básico: Esses motores convertem energia térmica de uma fonte de alta temperatura (como o combustível de queima) em energia mecânica. Eles trabalham explorando a expansão de um fluido de trabalho (como vapor ou ar) à medida que é aquecido.
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Exemplos: *
motores a vapor: Usados nas locomotivas e usinas iniciais, esses motores usam a expansão do vapor para acionar pistões e gerar energia.
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Motores de combustão interna (gelo): Encontrados em carros e outros veículos, esses motores queimam combustível diretamente dentro de um cilindro, causando a expansão de gases que empurram os pistões.
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turbinas a gás: Usados em usinas de energia e aeronaves, esses motores usam a expansão do ar quente para girar uma turbina, gerando energia.
2. Geradores termoelétricos: *
O princípio básico: Esses dispositivos convertem calor diretamente em eletricidade usando o efeito Seebeck. Esse efeito ocorre quando diferentes temperaturas são aplicadas a junções de materiais diferentes, criando uma tensão.
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Exemplos: *
Recuperação de calor residual: Os geradores termoelétricos podem ser usados para capturar o calor residual de processos industriais e convertê -lo em eletricidade.
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Alimentando sensores remotos: Pequenos geradores termoelétricos podem ser usados para alimentar sensores em locais remotos, onde a eletricidade não está disponível, como no monitoramento climático.
3. Usinas térmicas solares: *
O princípio básico: Essas plantas usam espelhos para focar a luz solar em um receptor, aquecendo um fluido de trabalho. O fluido quente é então usado para acionar uma turbina e gerar eletricidade.
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Exemplos: *
energia solar concentrada (CSP): Esse tipo de usina térmica solar usa espelhos para concentrar a luz solar em uma torre, aquecendo um líquido como sal fundido. O sal quente é então usado para produzir vapor e dirigir uma turbina.
4. Outras aplicações: *
Refrigeração e ar condicionado: Bombas de calor e geladeiras usam energia térmica para transferir o calor de um local para outro. Eles trabalham usando um refrigerante que absorve o calor a uma temperatura baixa e o libera a uma temperatura mais alta.
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Processos industriais: O calor é usado em muitos processos industriais, como fundição, soldagem e secagem.
Conceitos -chave para entender: *
Transferência de calor: A energia térmica é transferida por condução, convecção e radiação.
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Termodinâmica: As leis da termodinâmica governam como a energia térmica é convertida em outras formas de energia, como a energia mecânica.
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Eficiência: Máquinas que convertem energia térmica em outras formas de energia não são 100% eficientes; Alguma energia é sempre perdida como calor residual.
No geral, aproveitar a energia térmica é crucial para muitas tecnologias, do transporte à geração de energia e aos processos industriais. Ao entender os princípios por trás dessas máquinas, podemos continuar a melhorar sua eficiência e desenvolver novas maneiras de utilizar essa fonte de energia abundante.
