Locomotivas a vapor e o estudo da termodinâmica

Veja como a termodinâmica age no funcionamento de uma locomotiva a vapor

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Postado: 12 de maio, 2020
termodinâmica

O estudo da Termodinâmica é extremamente importante para os vestibulandos, pois essa área da física costuma aparecer muito nos vestibulares ano após ano. A termodinâmica explica o funcionamento de um veículo que fora utilizado há muito tempo: as locomotivas a vapor. Estes veículos, como o próprio nome sugere, utilizam do vapor para se locomover de um ponto ao outro, logo, como a termodinâmica age nestes trens?

As locomotivas a vapor foram criadas no século XIX e se tornaram muito popular em seu tempo, pois atravessava grande áreas, podendo carregar desde passageiros até matérias-primas. No Brasil, existia a famosa “Maria Fumaça”, denominada assim por conta da grande densidade de fumaça que este veículo ferroviário lançava.

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Mudando um pouco a perspectiva, a termodinâmica é a área da física que estuda como grandezas termodinâmicas – pressão, volume, temperatura, etc – geram energia e como esta causa os movimentos em objetos. As maquinas térmicas utilizam do estudo de termodinâmica para gerar trabalho mecânico e, por consequência disso, velocidade a um objeto. Além disso, para mais informações, o QG do Enem preparou uma aula sobre termodinâmica que você pode acessar clicando aqui.

Para as locomotivas se movimentarem era necessário de uma máquina térmica, que por sua vez, transformaria o vapor em mecânica, gerando o movimento. Este tipo de trem utiliza uma caldeira para a geração de vapor, seja com carvão ou lenha; além disso, água era necessária, pois era aquecida e virava vapor.

Ademais, o vapor gerado na caldeira passava para um cilindro onde está localizado o pistão. Com o aumento do vapor, a pressão dentro do cilindro aumenta também, resultando no movimento do pistão que abre uma válvula para a saída de vapor, enquanto o pistão volta para a posição inicial. Este movimento que “vai e volta” é responsável por girar as rodas da locomotiva, movimentando toda a sua carroceria.

Por fim, a termodinâmica em máquinas térmicas é utilizada em vários exemplos como: turbinas, geladeiras, usinas, etc. Corroborando com o fato de que muitas das vezes, a ciência está super inclusa em nosso cotidiano e nunca notamos.

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