FÍSICA para o ENEM - MÁQUINAS TÉRMICAS!

E aí gente vocês estão bem Espero que sim eu não vou começar assim fala galera tudo bem com vocês aqui é o professor Thales Rodrigues professor de física do canal chão físico aqui no YouTube Sim hoje eu estou no canal de história afinal de contas a dona do canal está de férias né passado o primeiro dia da prova do Enem eu espero inclusive que você tenha feito excelente prova nós sabemos que a sua atenção está voltada agora para o segundo dia de prova como matemática física química e biologia e por isso eu resolvi invadiu o

canal que hoje para trazer um pouco de conteúdo para você só na hora que eu tava vindo para cá eu falei assim meu Deus do céu que eu vou gravar de física de um canal de história será que tem algum conteúdo interdisciplinar aí eu tomei uma decisão hoje nós teremos uma aula de máquinas térmicas sim existe uma interdisciplinaridade Eu não sei me fala isso inter interdisciplinar interdisciplinariedade interdisciplinary sem O que é interdisciplinar física e história você estuda máquinas térmicas tanto na física uma parte bem robusto inclusive né da termodinâmica com muitas contas envi que aparece

na prova do Enem tá por nove vezes o Enem já cobrou máquinas térmicas sendo que a última foi na prova PPL de 2017 e a história também acaba falando um dado momento sobre máquinas térmicas então é sobre isso tudo hoje que nós vamos conversar nesse médico solta a vinheta aí bora conversar na sala a primeira coisa que nós temos fazer aqui nessa aula entendeu o que é uma máquina térmica Você sabe qual é a definição de máquina térmica a máquina térmica é um dispositivo que funciona a partir de transformações cíclicas processos que se repetem que

tem como objetivo converter calor e o que é calor calor é a energia térmica em trânsito entre dois em virtude de uma diferença de temperatura em trabalho ou seja o objetivo de uma máquina térmica é pegar calor essa energia térmica em trânsito e converterem trabalho mas eu entendi tudo eu só não entendi uma coisa que é trabalho são os trabalhos não é tão simples assim e acaba sendo uma definição Talvez um pouco até abstrata por se tratar de energia mas eu quero que você entenda que trabalho é uma energia útil uma energia útil para fazer

alguma coisa para realizar alguma tarefa podemos assim dizer daqui a pouco eu vou te dar exemplo cê vai ficar bem claro porque a física quer dizer quando ela fala que uma máquina térmica tem como objetivo realizar trabalho agora vamos começar então com contexto histórico quando que surge Esse estudo de máquinas térmicas a história nos conta já que nós estamos um canal de história que esse estudo de máquinas térmicas começou no século um depois de Cristo com um cara chamado Heron de Alexandria um matemático o grego alguma coisa que eu não entendo Heron de Alexandria Alexandria

no Egito ele acreditam entendo isso aqui é o mesmo rolê de Jesus de Nazaré que eu também não entendi por que nasceu em Belém de Nazaré e Herondy Alexandria construiu a primeira máquina térmica e que era razoavelmente simples a máquina térmica de eram consistia de uma esfera o que dentro dela você iria colocar água e essa esfera ela tinha duas saídas como se tivessem dois Canudos acoplados a ela tá E aí o que ele fazia na verdade é o seguinte ele posicionava essa esfera em cima de uma fogueira Beleza te dá uma forma que a

chama da fogueira ali né vai fornecer energia a água calor Ok e esse calor vai fazer com que a água passe por um processo de vaporização transformando em vapor esse vapor acaba saindo pelos canudinhos acoplados a essa esfera esses dois Canudos tinham direções contrárias e quando o vapor saia o vapor acaba gerando um torque uma tendência de rotação e esse conjunto como todo iria rodar E aí que tá essa esfera rodando representa a tal realização de trabalho e aí você vai em e quando eu digo que trabalho é uma energia útil veja bem é isso

aí rodando que que eu posso fazer com isso não parece que isso é inútil na verdade isso tem algumas aplicações sim pode dar um exemplo Você poderia pegar essa esfera rodando conectá-la um eixo e consequentemente esse exu também iria rodar E olha que legal acompanhando eu poderia nem colocar uma corda amarrada nesse eixo e colocar essa corda para puxar por exemplo alguma coisa dentro de um poço e aí vê se você entendeu mecanismo aí a esfera tá rodando por conta do vaporzinho que tá saindo a esfera rodando faz o eixo rodar o eixo rodando vai

puxando a corda puxando a corda de dentro de um poço e pegando água por exemplo então entenda que você não precisa mais de uma pessoa para fazer isso puxar a corda e tirar água do poço você pode usar um dispositivo que é a máquina térmica de Eron para fazer esse trabalho porque esse dispositivo é capaz de te entregar uma energia útil ela é capaz de realizar trabalho agora é verdade que esse dispositivo não é capaz de ali os índios trabalhos assim por nesse muita energia útil acaba ficando nessas tarefas mais simples né aplicada em tarefas

mais simples e não em grandes volumes para movimentar massas muito grandes e coisas do tipo 17 séculos mais tarde vai surgir um outro cara nesse estudo de máquinas térmicas bem famoso até chamado James watch this what construir uma máquina térmica muito mais robusta uma máquina térmica que era capaz de fornecer energia útil né realizar trabalho de uma quantidade muito maior a máquina desenvolvida por James watch levou a primeira revolução industrial que provavelmente Você já estudou na aula de história não tem vídeo de Revolução Industrial aqui no canal aqui ó vou deixar um card aqui então

para o vídeo e Revolução Industrial aqui no canal unipositivo criado por James White teve diversas aplicações como por exemplo movimentar uma loco o vapor assim como barcos né navios a vapor também o tear mecânico então nós temos algumas aplicações isso tudo levou a primeira revolução industrial na discussão até bem interessante aqui é o seguinte Paris a primeira revolução industrial aconteceu nesse bafafá rolou todo por conta da máquina térmica que assim não era para ter rolado na Revolução Industrial foi lá no século um com a máquina de Heron perguntando responder a essa pergunta um Historiador da

Unicamp disse que a Revolução Industrial só não aconteceu no século um com a máquina de Heron por conta da escravidão Afinal de contas você tinha escravos para realizar as tarefas então que mesmo que eu vou precisar de uma máquina nem para ficar fazendo as tarefas sendo que eu tenho alguém para poder fazer isso para mim no século 18 na Inglaterra não havia escravidão e isso acaba gerando uma situação né um contexto muito mais favorável ao desenvolvimento industrial perfeito já fiz o meu papel de historiador aqui já entendemos tu a história de máquinas térmicas e agora

nós vamos de fato para física o que que as provas vou ter que o Enem pode cobrar sobre máquinas térmicas vamos agora o estudo mais técnico igual eu havia dito a máquina térmica funciona com uma transformação cíclica tá que a gente fosse resumir Se a gente fosse fazer de forma esquemática para gente pode falar que a máquina tempo que ela funciona em três etapas basicamente o seguinte para toda máquina térmica você vai ter uma fonte quente e uma fonte fria fez o quê que é a fonte quente ação depende vai ser a fonte que vai

fornecer energia para o funcionamento da sua máquina para você entender o que é a fonte quente Vamos aos exemplos no caso da máquina de Heron a fonte quente era fogueira é o que fornecer calor para o funcionamento lá da máquina por causa das máquinas de James morte o que que seria a fonte quente A Fornalha né o calor ali do carvão é que alimentava as máquinas para o funcionamento dela então toda Magna tem que ter uma fonte quente e toda a máquina também tem uma fonte fria enquanto a Oi gente fornece calor para o funcionamento

da máquina a fonte fria vai receber o calor que é rejeitado pela máquina nós vamos entender isso já já mas o que que seria por exemplo a fonte fria na máquina de James Watson até mesmo na máquina de Heron o ar em volta ele pode esquentar como funciona na verdade depois não ele vai esquentar com o funcionamento da máquina ou você pode pensar por exemplo no motor de um carro com motor de um carro é uma máquina térmica o quê que é a fonte quente o calor da gasolina do álcool alguma coisa assim o que

que é a fonte fria a fonte fria vai ser a estrutura do motor na estrutura metálica o líquido de arrefecimento o ar em volta no motor são coisas que esquentam com o funcionamento da máquina então ele se toda máquina térmica tem uma fonte quente e uma fonte fria e qual é a base de funcionamento dela pegar esse calor que naturalmente espontaneamente fluiria da fonte quente para fonte frite parte dessa energia você transformar em energia útil que você já entendeu é sinônimo de a realização de trabalho então esse é o esquema que você tem que ter

em mente na máquina térmica calor sai da fonte quente vai para a fonte fria mas parte dessa energia é utilizada na realização de trabalho seja para movimentar o disco a esfera lá do Eron sexto movimentar uma locomotiva seja movimentar um carro porque não é o trabalho né realizado pelo motor se transforma em energia cinética para o carro o carro entre em movimento agora é muito importante que você saiba o seguinte esse processo energético de pegar calor da fonte quente realizar trabalhos e de um pouco desse calor para a fonte fria né Desse para um pouco

nesse calor esse processo ele nunca tem eficiência de 100 porcento e o fato de se rendimento desse aproveitamento não seja 100% é tão importante para física existe uma lei para garantir isso é a chamada segunda lei da termodinâmica a 2ª lei da termodinâmica que já apareceu algumas vezes na prova do Enem me garante que é impossível uma máquina térmica o aproveitamento de 100 porcento pegar todo o calor fornecido a ela e transformar em energia útil sem dissipar nada sem perder nada dessa energia para a fonte fria Sempre existirá calor cedido a fonte fria tudo é

muito importante que você domine a segunda lei da termodinâmica que tenha em mente que esse rendimento Nunca será de 100 porcento para você ter ideia inclusive você sabe aproximadamente Quanto que é o rendimento do motor de um carro tá os motores dos carros tem rendimento próximos de 25 trinta por cento no máximo ou seja de todo o calor que é fornecido pela combustão da gasolina por exemplo vinte e cinco a trinta por cento dessa energia é que é utilizada de fato para fazer o carro andar o restante dessa energia não serve para nada ela é

dissipada EA energia que faz o motor esquentar o líquido de arrefecimento esquentar e coisa em volta do motor esquentar mas aí vem uma outra pergunta tá está bom o rendimento não pode ser de 100 porcento eu já entendi isso é lei é que tem cara que é um maior rendimento Oi e aí uma vez um cara tentou responder essa pergunta estamos falando de sádica no um engenheiro francês militar que acabou o dedicando uma parte aí dos seus trabalhos para esse estudo de máquinas térmicas e ele chegou à conclusão que de fato é impossível uma máquina

térmica ter rendimento de 100 porcento é impossível uma máquina térmica converter todo o calor em trabalho mas existe um modelo de máquina térmica que ofereceria o maior rendimento possível esse modelo de funcionamento de máquina térmica ficou conhecido como máquina de carne a máquina de Canoas na verdade uma máquina idealizada é impossível de ser construída mas é importante ter conhecimento da máquina de Canoa o que ela não serve como limite máximo de rendimento Ou seja é impossível uma máquina térmica superar o rendimento que a máquina de Carnot teria a máquina de carne é uma máquina que

funciona com transformações gasosas envolvendo na verdade quatro transformações gasosas as informações isotérmicas e são aquelas transformações onde a temperatura permanece constante e duas transformações adiabáticas que são transformações rápidas né onde não há troca de calor então um ciclo de carne o assim chamado é um ciclo envolvendo duas transformações isotérmicas intercaladas com duas transformações adiabáticas essa máquina é idealizado e ofereceria portanto maior rendimento possível então é isso pessoal olha que maravilha vocês tiverem dá um contexto histórico de máquinas térmicas e a Revolução Industrial EA parte física também do que é uma máquina térmica como que ela

funciona e quais são as limitações que a natureza acaba provocando as máquinas térmicas ou Espero que você tenha gostado desse vídeo não esquece de deixar o like aqui embaixo inscreva-se no canal me explica essa história e também no canal chama o físico Aproveite também me siga nas redes sociais no arroba chama o fiz igual não mas é isso desejo vocês uma excelente para o Enem vamos juntos e até mais E aí E aí