b'\n_START_ARTICLE_\nM\xc3\xa1quina t\xc3\xa9rmica\n_START_SECTION_\nVis\xc3\xa3o geral\n_START_PARAGRAPH_\nEm termodin\xc3\xa2mica, m\xc3\xa1quinas t\xc3\xa9rmicas s\xc3\xa3o usualmente projetadas utilizando um modelo padr\xc3\xa3o, como o Ciclo Otto. O modelo te\xc3\xb3rico pode ser refinado e ampliado com dados reais de um motor em funcionamento, usando ferramentas como um diagrama indicador. Desde que o modelo padr\xc3\xa3o foi criado, poucas mudan\xc3\xa7as foram implementadas, podendo-se dizer que um ciclo termodin\xc3\xa2mico \xc3\xa9 um caso ideal de um motor mec\xc3\xa2nico._NEWLINE_Em termos gerais, quanto maior for a diferen\xc3\xa7a na temperatura entre a fonte de calor e o dissipador frio, maior \xc3\xa9 a efici\xc3\xaancia t\xc3\xa9rmica potencial do ciclo. A temperatura baixa da m\xc3\xa1quina t\xc3\xa9rmica est\xc3\xa1 limitada a temperatura do ambiente, ou seja, n\xc3\xa3o muito inferior a 300 Kelvin. Por isso a maioria dos esfor\xc3\xa7os para melhorar as efici\xc3\xaancias termodin\xc3\xa2micas das m\xc3\xa1quinas t\xc3\xa9rmicas tem como foco o aumento da temperatura de origem, dentro dos limites dos materiais. A efici\xc3\xaancia te\xc3\xb3rica m\xc3\xa1xima de uma m\xc3\xa1quina t\xc3\xa9rmica \xc3\xa9 igual \xc3\xa0 diferen\xc3\xa7a de temperatura entre as extremidades quentes e frias, dividida pela temperatura na extremidade quente, todas expressas em graus Kelvin, ou a temperatura absoluta.\n_START_SECTION_\nPot\xc3\xaancia\n_START_PARAGRAPH_\nM\xc3\xa1quinas t\xc3\xa9rmicas podem ser caracterizadas pela sua pot\xc3\xaancia espec\xc3\xadfica, que \xc3\xa9 normalmente dada em quilowatts (kW) ou em cavalo-vapor (cv). Essa caracter\xc3\xadstica oferece uma aproxima\xc3\xa7\xc3\xa3o da sa\xc3\xadda de pico de pot\xc3\xaancia de um motor. Isto n\xc3\xa3o deve ser confundido com a efici\xc3\xaancia de combust\xc3\xadvel, uma vez que a efici\xc3\xaancia \xc3\xa9 elevada, muitas vezes requer uma rela\xc3\xa7\xc3\xa3o de ar-combust\xc3\xadvel pobre, e, portanto, menor quantidade de pot\xc3\xaancia.\n_START_SECTION_\nMotor de combust\xc3\xa3o interna\n_START_PARAGRAPH_\nO motor a combust\xc3\xa3o \xc3\xa9 uma m\xc3\xa1quina t\xc3\xa9rmica comumente relacionada \xc3\xa0 autom\xc3\xb3veis. Na anima\xc3\xa7\xc3\xa3o ao lado podemos observar as fases do processo e entender como a energia de determinados gases pode ser convertida em movimento, que \xc3\xa9 a justificativa para classificarmos essa m\xc3\xa1quina como uma m\xc3\xa1quina t\xc3\xa9rmica, ou seja, que converte energia t\xc3\xa9rmica (calor) em trabalho. A efici\xc3\xaancia do motor a combust\xc3\xa3o \xc3\xa9 de aproximadamente 25%.\n_START_SECTION_\nFase 1\n_START_PARAGRAPH_\nUma mistura de gases (ar e combust\xc3\xadvel) devidamente dosados por um carburador ou pela inje\xc3\xa7\xc3\xa3o eletr\xc3\xb4nica, preenche o cilindro a medida que o pist\xc3\xa3o libera espa\xc3\xa7o, mantendo o sistema a uma press\xc3\xa3o constante. Esta mistura geralmente separa uma parte de combust\xc3\xadvel para cada 15 partes de ar, entretanto dosagens diferentes podem melhorar o desempenho do motor dependendo da necessidade. Nesta fase do processo ainda n\xc3\xa3o h\xc3\xa1 nenhum princ\xc3\xadpio termodin\xc3\xa2mico envolvido.\n_START_SECTION_\nFase 2\n_START_PARAGRAPH_\nEm seguida o pist\xc3\xa3o sobe e comprime a mistura gasosa. Essa compress\xc3\xa3o pode ser considerada uma transforma\xc3\xa7\xc3\xa3o adiab\xc3\xa1tica, pois \xc3\xa9 muito r\xc3\xa1pida e n\xc3\xa3o permite que o g\xc3\xa1s troque calor com o meio externo. Nesse ponto a temperatura e a press\xc3\xa3o do g\xc3\xa1s est\xc3\xa3o muito elevadas._NEWLINE_Deve-se lembrar que o motor precisa estar em movimento para funcionar, ou seja, o pist\xc3\xa3o deve ser acionado e estar em movimento antes de ser adicionada a mistura gasosa e o motor iniciar seu funcionamento normal. Essa partida do pist\xc3\xa3o era feita com uma manivela nos primeiros ve\xc3\xadculos, e atualmente \xc3\xa9 feita por um motor el\xc3\xa9trico auxiliar (motor de arranque), alimentado pela bateria do carro.\n_START_SECTION_\nFase 3\n_START_PARAGRAPH_\nNa terceira fase do processo, uma fa\xc3\xadsca (como a do fog\xc3\xa3o autom\xc3\xa1tico) faz com que o g\xc3\xa1s entre em combust\xc3\xa3o. Quando as mol\xc3\xa9culas do combust\xc3\xadvel entram em combust\xc3\xa3o h\xc3\xa1 um rompimento de liga\xc3\xa7\xc3\xb5es qu\xc3\xadmicas e esse processo origina novos gases (CO\xe2\x82\x82 e H\xe2\x82\x82O). A press\xc3\xa3o gerada pelo aumento do volume pode ser relacionada pela lei dos gases ideais, e \xc3\xa9 essa press\xc3\xa3o que empurra o pist\xc3\xa3o e mant\xc3\xa9m o movimento cont\xc3\xadnuo do sistema mec\xc3\xa2nico. Essa expans\xc3\xa3o do g\xc3\xa1s em combust\xc3\xa3o tamb\xc3\xa9m \xc3\xa9 um processo adiab\xc3\xa1tico devido a velocidade com que o pist\xc3\xa3o desce e retorna a press\xc3\xa3o inicial do sistema.\n_START_SECTION_\nFase 4\n_START_PARAGRAPH_\nNesta \xc3\xbaltima etapa os gases queimados precisam ser expulsos do cilindro para recome\xc3\xa7ar o processo. Devido a in\xc3\xa9rcia, o pist\xc3\xa3o \xc3\xa9 impulsionado para cima e nesse momento a v\xc3\xa1lvula de escape abre e os gases s\xc3\xa3o empurrados para fora. Esse processo tamb\xc3\xa9m \xc3\xa9 isob\xc3\xa1rico pois o pist\xc3\xa3o n\xc3\xa3o comprime os gases, apenas os empurra para fora.\n_START_SECTION_\nMotor Stirling\n_START_PARAGRAPH_\nO motor Stirling , tamb\xc3\xa9m conhecido como "motor de ar quente" ou "motor de g\xc3\xa1s quente"  opera aproveitando a expans\xc3\xa3o/retra\xc3\xa7\xc3\xa3o t\xc3\xa9rmica dos gases. Qualquer g\xc3\xa1s, quando aquecido expande-se e, retrai-se quando resfriado. Assim o "motor de ar quente" aproveita tal caracter\xc3\xadstica dos gases para criar movimento. Como a fonte de calor/combust\xc3\xa3o trabalha fora da c\xc3\xa2mara (ou cilindro), tal motor \xc3\xa9 definido como motor de combust\xc3\xa3o externa. Teoricamente, o motor Stirling seria a m\xc3\xa1quina t\xc3\xa9rmica mais eficiente na convers\xc3\xa3o de energia t\xc3\xa9rmica em trabalho.\n_START_SECTION_\nMotor a v\xc3\xa1cuo\n_START_PARAGRAPH_\nPode-se definir o motor a v\xc3\xa1cuo como sendo de ciclo aberto e combust\xc3\xa3o externa. Tamb\xc3\xa9m \xc3\xa9 denominado "lambe chama" (flame licker), "motor de chama" (flame engine), "dan\xc3\xa7arino de chama" (flame dancer)  e "comedor de fogo"  pela forma de seu funcionamento.\n_START_SECTION_\nGeladeira\n_START_PARAGRAPH_\nA geladeira \xc3\xa9 uma das m\xc3\xa1quinas que revolucionou a vida do homem. Entretanto, pouco pensamos sobre seu ciclo de refrigera\xc3\xa7\xc3\xa3o. Quanta f\xc3\xadsica h\xc3\xa1 no processo de resfriar a comida?_NEWLINE_O equipamento pode ser caracterizado como uma m\xc3\xa1quina t\xc3\xa9rmica onde estamos interessados no calor dissipado, e n\xc3\xa3o no trabalho realizado. Parece errado, depois de tudo o que vimos, pensar que quanto mais calor for dissipado melhor ser\xc3\xa1 o rendimento da geladeira, mas \xc3\xa9 exatamente isso._NEWLINE_O processo de refrigera\xc3\xa7\xc3\xa3o \xc3\xa9 um ciclo t\xc3\xa9rmico, ilustrado na imagem da esquerda.\n_START_SECTION_\nFase 1\n_START_PARAGRAPH_\nO hidrofluorocarboneto \xc3\xa9 o g\xc3\xa1s atualmente utilizado em refrigeradores e ar-condicionados. \xc3\x89 ele quem faz o ar dentro da geladeira esfriar, gra\xc3\xa7as a troca de calor por condu\xc3\xa7\xc3\xa3o e por convec\xc3\xa7\xc3\xa3o. Inicialmente esse g\xc3\xa1s percorre a serpentina exterior da geladeira, tamb\xc3\xa9m chamada de radiador, para que fique \xc3\xa0 temperatura ambiente. Essa serpentina geralmente fica atr\xc3\xa1s do equipamento, mas pode ficar em qualquer lugar desde que fique \xc3\xa0 temperatura ambiente.\n_START_SECTION_\nFase 2\n_START_PARAGRAPH_\nNa segunda fase do ciclo o g\xc3\xa1s passa por um pequeno capilar e em seguida entra em uma tubula\xc3\xa7\xc3\xa3o com um volume maior do que o pequeno capilar onde se encontrava. Essa mudan\xc3\xa7a de volume diminui a press\xc3\xa3o do g\xc3\xa1s e sua temperatura, deixando a tubula\xc3\xa7\xc3\xa3o gelada. Essa rela\xc3\xa7\xc3\xa3o entre press\xc3\xa3o temperatura e volume \xc3\xa9 conhecida como equa\xc3\xa7\xc3\xa3o de estado.\n_START_SECTION_\nFase 3\n_START_PARAGRAPH_\nJ\xc3\xa1 resfriado o g\xc3\xa1s passa por uma outra serpentina, deixando o material mais gelado. \xc3\x89 nessa parte que a geladeira come\xc3\xa7a a gelar: o ar troca calor com a serpentina por condu\xc3\xa7\xc3\xa3o e fica mais denso que o resto do ar da geladeira. Esse ar mais pesado troca de lugar com o ar quente por convec\xc3\xa7\xc3\xa3o e o ar quente entra em contato com a serpentina, tornando-se frio tamb\xc3\xa9m. Essa serpentina precisa estar na parte mais alta da geladeira para que o processo de convec\xc3\xa7\xc3\xa3o ocorra e a temperatura interna fique aproximadamente igual.\n_START_SECTION_\nFase 4\n_START_PARAGRAPH_\n\xc3\x89 na quarta fase do processo que realizamos trabalho sobre o sistema, ou seja, fazemos exatamente o contr\xc3\xa1rio do que vinhamos fazendo at\xc3\xa9 agora com as m\xc3\xa1quinas t\xc3\xa9rmicas. Um motor el\xc3\xa9trico \xc3\xa9 utilizado para comprimir o g\xc3\xa1s gelado e fazer com que ele volte a tubula\xc3\xa7\xc3\xa3o externa a uma press\xc3\xa3o muito maior do que a anterior. Ao elevar a press\xc3\xa3o tamb\xc3\xa9m aumentamos a temperatura, ou seja, o g\xc3\xa1s sai mais quente do que estava dentro da geladeira. Al\xc3\xa9m de estar mais quente do que antes, ele precisa estar mais quente do que a temperatura ambiente, para que o sistema dissipe perca calor. Al\xc3\xa9m de elevar a temperatura, o compressor empurra o g\xc3\xa1s para que o ciclo continue.\n_START_SECTION_\nTurbinas\n_START_PARAGRAPH_\nO termo turbinas \xc3\xa9 utilizado aqui para caracterizar qualquer sistema que utilize os princ\xc3\xadpios da termodin\xc3\xa2mica para converter algum tipo de energia em energia el\xc3\xa9trica._NEWLINE_A explica\xc3\xa7\xc3\xa3o resume bem essa sess\xc3\xa3o de m\xc3\xa1quinas t\xc3\xa9rmicas, pois em geral o mecanismo de transforma\xc3\xa7\xc3\xa3o \xc3\xa9 o mesmo: uma h\xc3\xa9lice (ou p\xc3\xa1) que gira uma turbina, podendo esta ser um motor ou um corpo com propriedades magn\xc3\xa9ticas.'