{"id":80523,"date":"2016-12-02T07:00:56","date_gmt":"2016-12-02T10:00:56","guid":{"rendered":"http:\/\/bestcars.uol.com.br\/bc\/?p=80523"},"modified":"2016-12-02T09:39:34","modified_gmt":"2016-12-02T12:39:34","slug":"motores-o-aproveitamento-da-energia-do-combustivel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/mais\/cons-tecnico\/motores-o-aproveitamento-da-energia-do-combustivel\/","title":{"rendered":"Motores: o aproveitamento da energia do combust\u00edvel"},"content":{"rendered":"<p>Existem muitas configura\u00e7\u00f5es para motores dos ciclos Otto e Diesel e, apesar das muitas varia\u00e7\u00f5es, n\u00e3o se consegue muito mais que 50% de aproveitamento da energia contida no combust\u00edvel f\u00f3ssil. Existe a possibilidade de alcan\u00e7ar pr\u00f3ximo dos 100% de aproveitamento da energia contida na gasolina, diesel ou g\u00e1s? Quais s\u00e3o as perdas que n\u00e3o podem ser evitadas em um sistema de combust\u00e3o? H\u00e1 como extrair energia sem combust\u00e3o? <strong>Best Cars<\/strong> \u00e9 o site definitivo sobre carros.<\/p>\n<p><strong>Juliano Nunes &#8211; Viam\u00e3o, RS<\/strong><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Para come\u00e7ar a esclarecer, vamos para alguns postulados da termodin\u00e2mica, em especial a Segunda Lei da Termodin\u00e2mica, elaborada pelo f\u00edsico franc\u00eas Nicolas L\u00e9onard Sadi Carnot (1796-1832): para transformar calor em energia cin\u00e9tica usa-se uma m\u00e1quina t\u00e9rmica, que n\u00e3o \u00e9 100% eficiente na convers\u00e3o. Alguns autores chamam tal enunciado como &#8220;postulado&#8221; de Kelvin e assim o descrevem: \u201cNenhum processo \u00e9 poss\u00edvel em que o \u00fanico resultado seja a absor\u00e7\u00e3o de calor de um reservat\u00f3rio e sua convers\u00e3o completa em trabalho&#8221;.<\/p>\n<p>A segunda lei, entretanto, diz que energia cin\u00e9tica (por exemplo) pode ser integralmente transformada em energia t\u00e9rmica (calor), mas n\u00e3o o contr\u00e1rio, e indica uma qualidade para a energia. Como exemplo, pode-se imaginar um autom\u00f3vel a 50 km\/h que \u00e9 subitamente freado. Toda sua energia cin\u00e9tica ser\u00e1 eventualmente transformada em energia t\u00e9rmica das pastilhas de freio (e outras fontes de atrito) que se aquecer\u00e3o. Ao fim, certa quantidade de calor ser\u00e1 transferida para o meio ambiente. Entretanto, se a mesma quantidade de calor for cedida ao autom\u00f3vel (ou aos freios), ele n\u00e3o sair\u00e1 do lugar.\u00a0Se tal energia fosse proveniente do combust\u00edvel, grande parte dele seria perdida para aquecer diversos componentes, como o bloco do motor.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<div class='code-block code-block-7' style='margin: 28px auto; text-align: center; display: block; clear: both;'>\n<script async src=\"https:\/\/pagead2.googlesyndication.com\/pagead\/js\/adsbygoogle.js\"><\/script>\n<!-- AL-quadrado -->\n<ins class=\"adsbygoogle\"\n     style=\"display:block\"\n     data-ad-client=\"ca-pub-1914799802606213\"\n     data-ad-slot=\"5683066082\"\n     data-ad-format=\"auto\"\n     data-full-width-responsive=\"true\"><\/ins>\n<script>\n     (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});\n<\/script><\/div>\n\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Para n\u00e3o ficar uma aula de F\u00edsica, pode-se resumir que, ao queimar combust\u00edvel, libera-se energia em forma de calor, a qual o motor tentar\u00e1 ao m\u00e1ximo converter em energia de movimento (cin\u00e9tica).<\/p>\n<figure id=\"attachment_80524\" aria-describedby=\"caption-attachment-80524\" style=\"width: 215px\" class=\"wp-caption alignleft\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-80524\" src=\"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/Diagrama-de-conversao.jpg\" alt=\"Diagrama de convers\u00e3o de energia t\u00e9rmica em movimento (Ta = Temperatura elevada, Tb = temperatura mais baixa, Qa - energia de entrada, Qb = energia de sa\u00edda, W = trabalho)\" width=\"215\" height=\"249\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-80524\" class=\"wp-caption-text\">Diagrama de convers\u00e3o de energia t\u00e9rmica em movimento (Ta = Temperatura elevada, Tb = temperatura mais baixa, Qa &#8211; energia de entrada, Qb = energia de sa\u00edda, W = trabalho)<\/figcaption><\/figure>\n<p>Contudo, n\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel converter toda essa energia em movimento, pois boa parte da energia (em forma de calor) propaga-se ou, em outras palavras, perde-se para as redondezas de onde foi queimada. No caso do motor a combust\u00e3o interna, ao queimar gasolina temos calor e press\u00e3o dentro do cilindro. Parte desta energia movimenta o pist\u00e3o, produzindo torque (energia em forma de press\u00e3o), e parte \u00e9 usada para aquecer todas as pe\u00e7as em contato.<\/p>\n<p>A partir do diagrama, considerando que a energia Qa seja a queima do combust\u00edvel e Qb a perda de energia para as paredes dos cilindros, pode-se dizer que, se n\u00e3o houvesse nenhuma perda de energia para as paredes dos cilindros, poder\u00edamos converter toda a energia em movimento. Da\u00ed o racioc\u00ednio de que quanto mais quente o motor trabalha, maior sua efici\u00eancia: quanto mais quentes as paredes dos cilindros, menor ser\u00e1 a energia transmitida.<\/p>\n<p>Como exemplo, imagine que a queima tenha sido de 1.000\u00b0 C. Se as paredes est\u00e3o a 100\u00b0 C (temperatura do l\u00edquido de arrefecimento), transfere-se muito menos calor que se estivessem a 50\u00b0 C. Extrapolando, se a temperatura das paredes fosse de 500\u00b0 C, muito menos energia seria transferida para o l\u00edquido. Contudo, temos diversas limita\u00e7\u00f5es mec\u00e2nicas (temperatura de trabalho que as pe\u00e7as suportam) e qu\u00edmicas (<a href=\"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/glossario-d\/#deto\" target=\"_blank\">detona\u00e7\u00e3o<\/a>) que impedem o aumento da temperatura de trabalho.<\/p>\n\n<p>Al\u00e9m disso, usa-se boa parte da energia do combust\u00edvel para movimentar e manter operante o motor. Perde-se, por exemplo, muita energia em forma de torque no virabrequim durante o tempo de compress\u00e3o. Energia \u00e9 perdida tamb\u00e9m para vencer os atritos internos, acionar v\u00e1lvulas, bombear \u00f3leo, etc.<\/p>\n<p>Considerando apenas o ciclo do motor quatro-tempos (sem levar em conta as perdas de atrito e acionamento de bombas de \u00f3leo, liquido de arrefecimento, v\u00e1lvulas, entre outros), n\u00e3o se conseguem em teoria rendimentos maiores que a faixa de 50%. Motores a turbinas, usados em avi\u00f5es, conseguem aumentar o rendimento uma vez que s\u00e3o de queima cont\u00ednua, ou seja, n\u00e3o possuem ciclos \u201cmortos\u201d que roubam energia. No caso, consome-se parte da energia para tocar o compressor (entrada da turbina), mas n\u00e3o h\u00e1 momentos em que o combust\u00edvel n\u00e3o esteja queimando.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-80525 lazyload\" data-src=\"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/Turbina.jpg\" alt=\"Turbina\" width=\"640\" height=\"300\" data-srcset=\"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/Turbina.jpg 640w, https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/Turbina-340x159.jpg 340w, https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/Turbina-222x104.jpg 222w\" data-sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" style=\"--smush-placeholder-width: 640px; --smush-placeholder-aspect-ratio: 640\/300;\" \/><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Ent\u00e3o, porque n\u00e3o us\u00e1-lo em ve\u00edculos conectando-o \u00e0s rodas? Se j\u00e1 reclamamos do retardo de a\u00e7\u00e3o de alguns turbocompressores, imagine num sistema com in\u00e9rcias muito maiores, al\u00e9m do alto n\u00edvel de ru\u00eddo.<\/p>\n<p>Isso n\u00e3o quer dizer que n\u00e3o haja formas \u2014 complexas, \u00e9 verdade \u2014 de aumentar o rendimento global da queima do combust\u00edvel. Pense em motores geradores em grandes f\u00e1bricas ou navios, com pot\u00eancia na casa dos milhares de cv. Queima-se o combust\u00edvel e gera-se energia el\u00e9trica em um rendimento de, digamos, 40%. Mas os gases queimados em alt\u00edssima temperatura \u2014 que no autom\u00f3vel s\u00e3o desperdi\u00e7ados no escapamento para a atmosfera \u2014 s\u00e3o aproveitados para aquecer grandes quantidades de \u00e1gua, que \u00e9 ent\u00e3o transformada em vapor e usada em geradores el\u00e9tricos tocados por turbinas a vapor.<\/p>\n<p>Tamb\u00e9m \u00e9 poss\u00edvel usar o liquido de arrefecimento do motor como fonte de energia para trocar calor com um reservat\u00f3rio de \u00e1gua limpa, a ser empregada (j\u00e1 quente) em alguma fun\u00e7\u00e3o na f\u00e1brica, como lavar vasilhames, ou para banhos quentes no navio. Assim, n\u00e3o se gasta energia el\u00e9trica para aquecer a \u00e1gua necess\u00e1ria. Em f\u00e1bricas de refrigerante pode-se coletar o g\u00e1s carb\u00f4nico (CO2) liberado na sa\u00edda do escapamento para injet\u00e1-lo no refrigerante, e por a\u00ed vai, at\u00e9 chegarmos muitas vezes a um rendimento t\u00e9rmico global \u2014 energia liberada pela queima do combust\u00edvel \u2014 acima de 80%.<\/p>\n<p><em>Texto: Felipe Hoffmann<\/em><\/p>\n<div class='one_half'>\n\t\t\t\t\t<a href='https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/consultorio-tecnico-a-mecanica-bem-explicada\/' class='small-button smallsilver'>Mais Consult\u00f3rio T\u00e9cnico<\/a>\n\t\t\t\t<\/div>\n<div class='one_half last'>\n\t\t\t\t\t<a href='https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/consultorio-tecnico-envie-sua-duvida\/' class='small-button smallsilver'>Envie sua d\u00favida<\/a>\n\t\t\t\t<\/div><div class='clear'><\/div>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Esclare\u00e7a suas d\u00favidas de mec\u00e2nica e manuten\u00e7\u00e3o no Consult\u00f3rio T\u00e9cnico<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":80525,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_joinchat":[],"footnotes":""},"categories":[29],"tags":[546,587,22],"class_list":["post-80523","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-cons-tecnico","tag-consultorio-tecnico","tag-motor","tag-tecnica"],"amp_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80523","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=80523"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80523\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-json\/wp\/v2\/media\/80525"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=80523"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=80523"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/autolivraria.com.br\/bc\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=80523"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}