sexta-feira, 29 de março de 2024

História dos combustíveis e das máquinas térmicas - 7 ano

MÁQUINAS TÉRMICAS



As máquinas térmicas surgiram perto do século I a.C, mas durante a primeira revolução industrial, com novas tecnologias de motores a vapor, se difundiu mundo a fora. Esses motores a vapor geraram os antigos trens a vapor, as Marias Fumaça. 

Hoje os motores não usam vapor para girar, nem carvão como combustível na mesma proporção de antes, mas o princípio continua o mesmo: usar o motor para gerar energia. 

A máquina térmica é um dispositivo que transforma a energia interna de um combustível em energia mecânica. Também pode ser definida como o dispositivo capaz de converter calor em trabalho. 

As máquinas devem realizar trabalho mecânico como elevar, movimentar ou misturar e seu funcionamento depende de um combustível, ou fonte de energia, logo elas transformam algum tipo de energia em energia mecânica. 

As máquinas térmicas estão presentes em nosso dia a dia e são fundamentais para o funcionamento de diversas tecnologias. 
Confira alguns exemplos: 
  • Motores de combustão interna – motores movidos a gasolina, álcool, diesel, GLP e querosene; 
  •  Máquinas movidas a vapor – locomotivas, máquinas de tecer; 
  •  Usinas termoelétricas; 
  • Refrigeradores e ar-condicionado – máquinas térmicas invertidas, chamadas de refrigeradores ou bombas de calor.


Tipos de Combustíveis

Os combustíveis estão divididos em dois grandes grupos: Combustíveis fósseis e Biocombustíveis. 

Os combustíveis fósseis são: carvão mineral, gás natural e os extraídos do petróleo. O primeiro combustível fóssil que se tornou a fonte de energia mundial mais importante foi o carvão mineral, também chamado de carvão natural. Nessa época, o calor gerado na sua queima era utilizado na produção de vapor que movimentava máquinas, locomotivas e navios. 

O petróleo é, na atualidade, o combustível fóssil de maior aplicação comercial, pois, nas refinarias, ele passa por um processo em que são obtidos os seus derivados, tais como a querosene, gasolina, gás de cozinha (GLP – gás liquefeito do petróleo), diesel, entre outros subprodutos. Um dos derivados do petróleo é o gás natural, outro combustível fóssil que também pode ser encontrado em jazidas, geralmente em associação ao petróleo. Ele é formado basicamente de metano e é usado, por exemplo, na geração de calor e de energia em indústrias e em automóveis, sendo menos poluente que o óleo combustível.

Todos os combustíveis fósseis são formados por compostos orgânicos que, quando queimados, liberam gás carbônico e água, isso é um grande problema, pois, desde o século XIX, a concentração de gás carbônico na atmosfera vem aumentando cada vez mais, o que tem intensificado o efeito estufa, ocasionando problemas. 

Além disso, pode acontecer a combustão incompleta dos combustíveis fósseis, o que libera o monóxido de carbono, um gás extremamente venenoso que não pode ser lançado na atmosfera. Assim como o carvão, os derivados do petróleo também possuem impurezas que são liberadas em sua queima e poluem a atmosfera.

Além da poluição ambiental que causam, os combustíveis fósseis não são renováveis, ou seja, um dia vão esgotar-se. 



Por isso, há a necessidade e a busca urgentes por alternativas que sejam fontes de energia mais limpas e renováveis, como os biocombustíveis. 

Os biocombustíveis para receberem essa denominação, precisam provar que não poluem a atmosfera com sua queima, e só então eles podem ser classificados como Energia limpa. O alcance deste patamar ecológico, o de “não poluente”, depende da composição do combustível, diferente dos combustíveis fósseis, não há impurezas que prejudicam a vida no planeta. 

Além da vantagem de não serem poluentes, ainda contam com a classificação de “energia renovável”.

As lavouras de matéria-prima podem ser replantadas, ao contrário dos fósseis, e é por essa razão que o petróleo se torna a cada dia mais escasso, além das plantas usarem o Dióxido de Carbono, o gás carbônico, para crescerem, eliminando assim o gás poluente que emitem na atmosfera. 

No Brasil a produção de etanol a partir da cana-de-açúcar é referência no mundo inteiro, sendo desenvolvidas tecnologias de qualidade para o uso do etanol como combustível nos automóveis brasileiros. 

O solo Brasileiro é uma fonte rica de matéria-prima para a produção de Biodiesel, a começar pelo famoso dendê, proveniente do Norte e Amazônia, da soja (típica das regiões Sul, Sudeste e Cerrado), da mamona no Nordeste etc. 

Existem outras plantas para extração de biocombustível: macaúba, babaçu, buriti, pinhão manso, todas essas são fontes de onde é possível se extrair Energia limpa, e o melhor: são nativas do solo Brasileiro.



Atividade

1. Qual o combustível considerado renovável muito utilizado no Brasil? 

a) ( ) Gasolina. 
b) ( ) Diesel. 
c) ( ) Querosene. 
d) ( ) Etanol. 

2. Complete o texto com os termos que faltam para que este tenha sentido.


 Todos os combustíveis ___________ são formados por compostos ___________ que, quando queimados, liberam gás ___________ e água, isso é um grande problema, pois, desde o século XIX, a ___________ de gás carbônico na atmosfera vem aumentando cada vez mais, o que tem intensificado o ___________, ocasionando problemas.

3.O primeiro combustível fóssil a ser usado em larga escala no mundo todo foi:

a) ( ) o gás natural. 
b) ( ) a gasolina. 
c) ( ) o carvão mineral. 
d) ( ) a querosene. 

4. Analise as afirmações a seguir e coloque V para as verdadeiras e F para as falsas. 

a) ( ) O primeiro motor a vapor surgiu na primeira revolução industrial. 
b) ( ) Os combustíveis fósseis são apenas os derivados de petróleo. 
c) ( ) Os combustíveis fósseis não são renováveis. 
d) ( ) Os biocombustíveis são produzidos a partir de plantas e óleos vegetais. 

5. Elabore um mapa mental com as características e os impactos de cada tipo de combustível usado nas máquinas térmicas. 

6. Complete o texto com os termos que faltam para que este tenha sentido. 

A máquina térmica é um dispositivo que transforma a energia interna de um __________ em energia mecânica. Também pode ser definida como o dispositivo capaz de converter calor em __________. 

a) ( ) combustível; comida. 
b) ( ) combustível; trabalho. 
c) ( ) cômodo; trabalho. 
d) ( ) cômodo; comida






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