Entendendo o motor de um carro

Você já se perguntou: “Como funciona o motor de um carro?” Se sim e se não, eu vou lhe dizer o funcionamento. Tudo começa no combustível, que é a fonte primária de energia que permite que o carro funcione. Gasolina, álcool, diesel e gás natural podem reagir com o oxigênio e produzir calor pela reação de combustão.

O automóvel convencional é um motor movido a explosão, envolto por uma cabine com rodas. Isso nos permite classificá-lo fisicamente como uma máquina térmica que converte a energia química do combustível em trabalho. O efeito disso é o deslocamento do veículo.

Hoje em dia a maior parte dos motores usam o Ciclo Otto (ou ciclo a 4 tempos), que é composto pela admissão, compressão, explosão e escape. Passo a explicar:

Primeiro tempo: admissão

Para que o combustível atinja as características explosivas necessárias ao funcionamento do ciclo, é necessário que ele seja misturado a uma quantidade de ar.

Para isso, o pistão que estava no ponto morto superior desce, criando um vácuo parcial no cilindro, que suga o ar atmosférico enquanto recebe o combustível do sistema de injeção através da válvula de admissão aberta. Essa mistura combustível-ar obedece a uma proporção definida, controlada pela injeção eletrônica ou pelo carburador. Ao fim do tempo de admissão, o pistão encontra-se no ponto morto inferior e todo volume do cilindro está ocupado pela mistura combustível-ar.

Segundo tempo: compressão

O pistão que estava no ponto morto inferior sobe até o ponto morto superior com as válvulas de admissão e escape fechadas. Com este movimento, a mistura combustível-ar é comprimida, alcançando a capacidade ideal de explosão. A relação entre a pressão final e a pressão inicial da mistura combustível-ar durante o tempo de compressão é chamada de taxa de compressão, sendo comumente expressa na forma 11: 1, 10: 1, 9:1 (onze por um, dez por um, nove por um) etc. Ao final do segundo tempo, o pistão atinge o ponto morto superior e a mistura está comprimida e pronta para explodir.

Terceiro tempo: explosão ou ignição

Este é o único tempo verdadeiramente motor do ciclo. Nele a mistura combustível-ar entra em ignição e explode. Nos motores do Ciclo Otto, essa ignição é provocada por uma faísca emitida pela vela (nos motores de Ciclo Diesel a explosão ocorre ao fim do tempo de compressão como resultado do aumento da temperatura em função do aumento da pressão, sem necessidade de emissão de faísca).

Com a explosão, a energia química do combustível se transforma em calor e energia mecânica sob a forma de pressão, que por sua vez causa a expansão do gás, conforme a Lei Geral dos Gases Perfeitos ajustada para condições não ideais.

A pressão desloca o pistão do ponto morto superior para o inferior, que no trajeto produz o trabalho representado pelo produto da pressão interna pelo volume do cilindro.

Quarto tempo: escape

A válvula de escape se abre, o pistão sobe do ponto morto inferior para o superior e os gases de combustão são expelidos para o sistema de escapamento.

Geralmente quando alguém dá partida no carro, não se preocupa com a voltagem e a amperagem necessárias para que o motor de arranque rompa a inércia do sistema, nem com o coeficiente de atrito entre as bronzinas e a manivela, nem mesmo com a estequiometria da mistura combustível-ar necessária para sustentar o Ciclo Otto nas partidas a frio. Mesmo assim, cada vez alguém dá partida, presta tributo aos físicos que se preocuparam com tudo isto.

Fonte: http://carros.hsw.uol.com.br/motores-de-carros.htm

Umidade relativa do ar

A umidade relativa do ar é a relação entre a quantidade de água existente no ar (umidade absoluta) e a quantidade máxima que poderia haver na mesma temperatura (ponto de saturação).

Essa umidade presente no ar é decorrente de uma das fases do ciclo hidrológico, o processo de evaporação da água. O vapor de água sobe para a atmosfera e se acumula em forma de nuvens, mas uma parte passa a compor o ar que circula na atmosfera.

Porém, o ar, assim como qualquer outra substância, possui um limite até o qual ele absorve a água, ou seja , o ponto de saturação. Abaixo do ponto de saturação, há o ponto de orvalho (quando a umidade se acumula sob a forma de pequenas gotas ou neblina) e, acima dele, a água se precipita na forma de chuva.

A umidade relativa do ar vai variar de acordo com a temperatura, a presença ou não de florestas, rios e represas. Em um deserto a umidade relativa do ar pode chegar a 15%, sendo que a média mundial é de 60%.

Quando a temperatura está baixa (mais ou menos 24ºC), se a umidade relativa do ar for muito alta, você sente calor do mesmo jeito, porque o suor evapora de sua pele com mais dificuldade o que faz com que a sensação térmica seja mais alta. Da mesma forma, se estiver muito quente e a umidade relativa do ar muito baixa, você conseguirá suportar até 37ºC sem passar mal porque seu suor evaporará mais rápido resfriando seu corpo.

Como calcular a Umidade Relativa do Ar:

A umidade relativa do ar pode ser calculada de duas formas. Através da pressão de vapor d’ água:

Onde:

U.R.= Umidade Relativa;

e = tensão atual de vapor d’ água em mmHg (milímetros de mercúrio);

es = tensão de saturação, ou tensão de máxima, do vapor d’ água em mmHg.

É multiplicado por 100 para dar o valor em porcentagem.

Também pode ser calculada a partir da quantidade em gramas de vapor d’água por m³:

Onde:

U.R. = Umidade atual;

U.S. = Umidade de saturação, ou umidade máxima.

A Umidade Relativa do Ar pode ser medida por um higrômetro.

As utilidades da Umidade Relativa do Ar:

Nos dias atuais, tem crescido bastante a preocupação com relação aos recursos hídricos e as formas de se estabelecer o uso menos degradante e otimizado. O conhecimento da umidade relativa do ar e suas interações com outros elementos meteorológicos ajudam no planejamento, manejo e gestão dos recursos hídricos. E, a sua medição ou estimativa é fundamental em diversas áreas do conhecimento, como em estudos bioclimatológicos, hidrológicos, etc.

Assim, a análise da umidade relativa do ar é essencial, visto que esta variável meteorológica pode causar danos principalmente a saúde de uma comunidade. Na agricultura a umidade relativa do ar também se torna importante; pois, a mesma pode originar danos aos cultivos agrícolas. Deste modo, essa componente com outras variáveis meteorológicas como, baixas temperaturas, chuvas fortes e ventos intensos, forma um quadro desagradável ou mesmo extremamente danoso para as plantas.

A umidade relativa do ar na mídia:

Existem sistemas mundiais de telecomunicações que transmitem a enorme quantidade de dados meteorológicos que chegam à Vigilância Meteorológica Mundial e distribuem aos usuários os resultados das análises e das previsões realizadas nos centros meteorológicos mundiais, regionais e nacionais. Utilizam todos os meios de comunicação, tais como telégrafo, telefone, rádio, cabos, linhas terrestres, satélites, etc.

Assim, essas informações são divulgadas nos diversos jornais do mundo através da previsão do tempo.

A umidade relativa do ar na saúde:

Em tardes quentes de verão, quando o ar está pesado e abafado, muitas pessoas sentem-se mal. Isto se dá porque o ar está praticamente saturado de vapor d’água e para baixar nossa temperatura corporal,e não como dizem no popular acabar com o calor,pois isto está errado, como se aprende em física, nosso corpo transpira. A perda de água para a atmosfera com o suor é um importante mecanismo de controle de temperatura. Mas e se o ar já está cheio, saturado de vapor d’água, o que acontece? Nosso suor não evapora e com isso não perdemos calor para o meio. Embora incômodo, este grau de umidade não causa tanto mal a saúde - causa mais mal para os idosos e crianças até 2 anos – porque para os outros é só comprar um ar condicionado ou um ventilador ( mais barato , mas não ajuda tanto).

Já no inverno, quando a umidade relativa está baixa sofremos com a diminuição da hidratação das vias aéreas e dos olhos. A baixa umidade do ar agride as mucosas que revestem as fossas nasais e o trato respiratório como um todo, tornando mais propensas infecções virais e bacterianas ou crises de asma. Mesmo em invernos com temperaturas altas a pouca umidade é bastante nociva. Até porque apesar de transpirarmos, a água que sai do nosso corpo é absorvida pelo ambiente deixando, por exemplo, a pele ressecada.

Além disso, a poluição do ar aumenta com o ar seco, assim como fenônemos como a inversão térmica.

A Organização Mundial de Saúde (OMS) aponta que os valores ideais de umidade relativa do ar encontram-se na faixa de 40% a 70%. A seguir temos algumas medidas a serem tomadas para minimizar a influência nociva em caso de baixa umidade:

• Estado de atenção – entre 20% e 30%:
• Consumir muita água.
• Entre as 11h e 15h deve-se evitar exercícios físicos ao ar livre.
• Proteger-se do sol em locais sombreados e áreas com vegetação
• Com o intuito de umidificar o ambiente, utilizar toalhas molhadas, recipientes com água (bacias, por exemplo), vaporizadores.

• Estado de alerta – entre 12 e 20%:
• Seguir as mesmas recomendações do estado de atenção.
• No período das 10h às 16h não fazer exercícios físicos ao ar livre.
• Umedecer os olhos com soro fisiológico.
• Evitar aglomerações em locais fechados.

• Estado de emergência – Abaixo de 12%
• Além das recomendações anteriores.
• E no período das 10h às 16h, os ambientes internos devem ser umedecidos.
• Nesse período, aulas, cinemas ou qualquer atividade que exijam aglomerações devem ser suspensas. ( bem que seria bom néah , precisando de umas férias, rs’ (;)
• Interromper qualquer atividade ao ar livre como ginástica, aulas de educação física, serviços externos como coleta de lixo e de correios.

Fonte: http://www.infoescola.com/meteorologia/umidade-relativa-do-ar/