Resumo. O presente trabalho mostra que o motor nos traz aspectos bons e ruins e nos auxiliam em varias funções, mas pode causar problemas de saúde e ambiental. Além de proporcionar impactos econômicos e sociais no país.

Palavras chave: Ciclos, pressão, cilindros, volume.

Introdução

Máquinas Térmicas são máquinas capazes de converter calor em trabalho. Elas funcionam em ciclos e utilizam duas fontes de temperatura diferentes, uma fonte quente que é de onde recebem calor e uma fonte fria que é para onde o calor que foi rejeitado é direcionado. O trabalho da máquina térmica é dado por (SEARS; ZEMANSKY, 1973):

E a potência é dado por:

E o rendimento é dado por:

As etapas do processo de combustão são:

1.Admissão

A primeira etapa, também denominada de primeiro tempo, é chamada admissão. Nessa etapa a válvula de admissão permite a entrada, na câmara de combustão, de uma mistura de ar e combustível enquanto o pistão se move de forma a aumentar o espaço no interior da câmara, vide figura 1.

Figura 1: Admissão.

Compressão

A segunda etapa é a compressão. Nesta o pistão se move de forma a comprimir a mistura, fazendo seu volume diminuir. Aqui ocorre uma compressão adiabática e em seguida a máquina térmica recebe calor numa transformação isocórica, vide figura 2.

Figura 2: Compressão.

3.Ignição

A terceira etapa denomina-se explosão. No término da compressão um dispositivo elétrico gera uma centelha que ocasiona a explosão da mistura ocasionando sua expansão, vide figura 3.

Figura 3: Ingnição.

4.Exaustão

Após isto ocorre então o quarto tempo quando a válvula de saída abre e permite a exaustão do gás queimado na explosão. A expansão adiabática leva a máquina ao próximo estado, onde ela perde calor e retorna ao seu estado inicial, onde o ciclo se reinicia, vide figura 4.

Figura 4: Exaustão.

Ciclo Otto

A figura 5 é referente a um diagrama pV de um modelo idealizado para os processos termodinâmicos que ocorrem em um motor que queima gasolina. A mistura de ar e gasolina ocorre no ponto a. A mistura é comprimida adiabaticamente até o ponto b e a seguir sofre ignição. O calor Qh é fornecido ao sistema pela queima da gasolina ao longo da linha bc, e o tempo no qual o trabalho é realizado é a expansão adiabática até o ponto d, como mostra as figuras 6 e

O gás é resfriado até a temperatura do ar externo ao longo da linha da ; durante esse processo, o calor Qc é rejeitado. Na prática, ele deixa a máquina como gás de exaustão e não retorna para o sistema. Porém, como uma equivalente quantidade de ar e gasolina entra no sistema, podemos considerar o processo como cíclico. (YOUNG; FREEDMAN, 2003).

Figura 5: Ciclo teórico do motor Otto.

Figura 10: Ciclo de Carnot.

Figura 11: Esquema do motor Carnot.

Procedimento Experimental

Começamos o trabalho adquirindo conhecimentos sobre o motor a combustão através da explicação do professor, que usando um bloco de motor demonstrou como funciona o giro a partir do movimento dos pistões que ligados ao virabrequim fazem o motor funcionar. Descreveu para nosso entendimento que o ciclo do motor possui quatro fazes, sendo elas admissão, compressão, combustão e exaustão. Lembrando que o motor utilizado para demonstração era movido à gasolina. Medimos com o auxilio de um paquímetro o tamanho da câmara de combustão do motor, isto é o quanto de ar que o motor é capaz de admitir em cada ciclo. Com os dados em mãos calculamos o volume da câmara.

Resultados e Discussão

Anotamos os seguintes dados:

Tabela 1: Dados do cilindro do motor.

Altura (cm) 7, Diâmetro (cm) 8,

Descobrimos o volume de cada cilindro com os dados da tabela acima através da seguinte fórmula:

𝑉 = 𝜋 ∗ 𝑟^2 ∗ ℎ

Como são 4 cilindro, tivemos que multiplicar por 4:

Visando os impactos ambientais temos que o problema que está presente nas grandes cidades hoje em dia relacionado aos motores a combustão é a poluição que tem constituido uma das grandes ameaças na qualidade de vida e do meio ambiente. Os veículos automotores são os principais utilizadores dos motores e causadores dessa poluição em todo mundo. As emissões causadas por motores carregam diversas substâncias tóxicas que, em contato com o sistema respiratório, podem produzir vários efeitos negativos sobre a saúde. Veiculos que utilizam motores a combustão são a principal causa da impermeabilização do solo nas cidades que também se dá devido ao intenso numero de veículos nas ruas e tendenciosamente se espalhou por toda a cidade. A impermeabilização tambem é um dos principais causadoras de alagamentos e enchentes.

Conclusão

Conclui-se através do relatório que o motor a combustão desde seu surgimento até os dias atuais veio com o intuito de melhorar a vida das pessoas mesmo que com isso traga aspectos ruins, como é o caso da poluição gerada pelo mesmo. Falando de modo social o motor melhora a qualidade de vida das pessoas quando usado em carros, por exemplo, podem levar as pessoas em longas distancias rapidamente e confortavelmente. Já em outras maquinas, podem facilitar e auxiliar determinado serviço, que se fosse realizado apenas pelas pessoas gastariam muito tempo. Apesar de melhorar a qualidade de vida e fazer com que as pessoas economizem tempo, pode não

ser muito acessível quando olhando o aspecto econômico, pois o motor necessita de combustível para seu funcionamento. Sendo esse combustível cada vez mais caro e menos acessível devido ao seu preço. Os inúmeros impostos, multas, e pedágios arrecadados são mal distribuídos em uma cidade mal planejada que teve seu crescimento desenfreado, que é o caso da cidade de São Paulo. Pessoas dizem que a construção de novas vias para o transito de veículos não é a solução já que impulsionaria os motoristas utilizarem mais seu carro.

Referências

KELLER Frederick J., GETTYS W. Edward, SKOVE Malcolm J. Física. Vol. 1. Editora Makron Books. São Paulo. 1999.

SEARS, F. W., ZEMANSKY, M. W. Física. Brasília, v.2, Ed. Universidade de Brasília, 1973.

YOUNG Hugh D., FREEDMAN Roger A. Física I , 10ª edição, Editora Pearson