ENERGIA E ASTRONOMIA
3ª Série
O MOVIMENTO DAS MÁQUINAS TÉRMICAS
Aula 23
OBJETIVO DA AULA
©PxHere
Ao sinal do(a) professor(a), responda:
PARA INÍCIO DE CONVERSA
Como o movimento é produzido pelo motor de um automóvel?
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MOTORES DE AUTOMÓVEIS
Embora possam existir diferenças entre os motores de automóveis que utilizam combustíveis como álcool ou gasolina, existem algumas peças que têm funções semelhantes. Observe a figura ao lado:
Ilustração esquemática de um dos pistões do motor de automóvel mostrando as partes internas e externas e a entrada de ar e saída dos gases durante o funcionamento.
GONÇALVES FILHO, Aurélio; TOSCANO, Carlos. Física: interação e tecnologia. Direito de imagem reservado a Editora Leya. Ilustração de autoria de Klayton Luz. Imagem utilizada para fins didáticos, sem fins comerciais e com citação de autoria.
Os próximos slides mostram as etapas de funcionamento do motor utilizado na maioria dos automóveis. Por essa razão, atente-se às explicações do(a) professor(a) e, ao seu sinal, anote em seu caderno os aspectos que indicar.
(Cada etapa)
© Pixabay
Praticando 1 - É hora de anotar!
ETAPAS DE UM MOTOR A QUATRO TEMPOS
1º Tempo - admissão
©MundoEducação
1. Admissão da mistura: na abertura da válvula de admissão, o volume do gás aumenta, enquanto a pressão fica praticamente constante, característica de uma transformação isobárica (A → B).
Gráfico 1º tempo - transformação isobárica
A B
Observe a figura e o gráfico correspondente:
©MundoEducação
2. Compressão da mistura: enquanto o volume diminui, a pressão e a temperatura aumentam. Como o processo é rápido, não há trocas de calor com o ambiente, o que caracteriza uma transformação adiabática (B → C).
Gráfico 2º tempo: transformação adiabática
2º Tempo - compressão
B
C
Observe a figura e o gráfico correspondente:
ETAPAS DE UM MOTOR A QUATRO TEMPOS
3º tempo - explosão e expansão
©MundoEducação
3. Explosão e expansão: na explosão, o volume do gás fica praticamente constante, e ocorre um grande aumento da temperatura e da pressão - transformação isométrica (C → D). Na expansão, enquanto o volume aumenta, a pressão e a temperatura diminuem rapidamente, sem trocas de calor com o meio externo - transformação adiabática (D → E).
Gráfico 3º tempo: �na explosão, transformação isométrica.
Gráfico 3º tempo: �na expansão, transformação adiabática.
C
D
D
E
ETAPAS DE UM MOTOR A QUATRO TEMPOS
©MundoEducação
4. Expulsão: na abertura da válvula de escape, o volume permanece constante e a pressão diminui - transformação isométrica (E → B); enquanto o volume diminui, a pressão permanece a mesma - transformação isobárica (B → A).
Gráfico 4º tempo: transformação isométrica
Gráfico 4º tempo: transformação isobárica
E
B
B
A
4º tempo - expulsão
ETAPAS DE UM MOTOR A QUATRO TEMPOS
Animação: os quatros tempos em um dos pistões do automóvel.
©WikimediaCommons
No detalhe!
No detalhe!
Assim, sempre estará ocorrendo a explosão (ora em um, ora em outro cilindro), que é a responsável pelo movimento. Observe a animação ao lado:
Atualmente, a maior parte dos automóveis tem motores com quatro cilindros. Em determinado instante, cada um deles está em uma das quatro etapas do processo.
Estudante, atenção!
Para retomar tudo o que investigamos na aula de hoje e você aprender ainda mais, assista ao vídeo ao lado e, ao comando do(a) professor(a), escreva em seu caderno como se dá o funcionamento do motor 4 tempos.
Praticando 1 - É hora de retomar!
Vídeo ©volantão
O QUE VIMOS?
Professor(a), caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse: https://forms.gle/ZuC8G4UPYMEdztJy5
Nesta aula, entendemos o funcionamento do motor quatro tempos, utilizado na maioria dos automóveis.
REFERÊNCIAS
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. Funcionamento do motor de combustão interna. Portal “Mundo Educação”. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/funcionamento-motor-combustao-interna.htm Acesso em 8 nov. 2023.
GONÇALVES FILHO, Aurélio. Física: interação e tecnologia. Vol. 3. Aurélio Gonçalves Filho, Carlos Toscano. 2ª ed. – São Paulo: Leya, 2016.
HEWITT, Paul G. Fundamentos de Física Conceitual – tradução Trieste Ricci. – Porto Alegre: Bookman, 2009.
PARANÁ. Trilha Energia e Astronomia. Secretaria de Estado da Educação. Curitiba, 2023.