Lançador Termodinâmico de Projéteis

Apresentação em tema: "Lançador Termodinâmico de Projéteis"— Transcrição da apresentação:

1 Lançador Termodinâmico de Projéteis
Alex, Farlei e Rennan Lançador Termodinâmico de Projéteis

2 O esquema da montagem O sistema funciona da seguinte forma:
A tampa do cilindro é fixada sobre a plataforma de madeira; Dois fios conectam o centelhador ao interior da cavidade cilíndrica;

3 O esquema da montagem O cilindro é borrifado com álcool e fechado em seguida sobre sua tampa fixada na plataforma; O álcool evapora aumentando sua superfície; O centelhador é acionado provocando a explosão do gás de álcool; O cilindro é impulsionado na direção normal à superfície.

4 Análise termodinâmica
A primeira Lei da Termodinâmica diz: Onde: ∆Q => Variação do calor: é dado pelo calor de combustão do combustível. ∆U => Variação da energia interna W => Trabalho realizado: depende da altura que o objeto alcança, no caso de um lançamento vertical, além da massa do objeto.

5 Análise termodinâmica
O calor de combustão do álcool isopropílico é de KJ/Kg. A densidade deste álcool é 0,784 g/ml. Nós nos utilizamos de uma seringa de insulina (que tem graduação mais precisa) para inserirmos 0,02ml de álcool no cilindro. Temos então:

6 Análise termodinâmica
Agora já temos a massa de álcool utilizada, e o calor que 1kg de álcool libera em sua combustão. Multiplicando os dois, temos o calor liberado pela quantidade de álcool que utilizamos. Note que o sinal negativo é devido ao fato de que o calor é liberado.

7 Análise termodinâmica
Vamos calcular agora o trabalho realizado sobre o pote por todo este calor. Para tal, precisamos de dois dados: a altura que o pote alcançou; A massa do pote. Para obtermos o dado sobre a altura, filmamos o evento; A massa foi obtida através de uma balança eletrônica.

8 Análise termodinâmica

9 Análise termodinâmica

10 Análise termodinâmica

11 Análise termodinâmica

12 Análise termodinâmica

13 Análise termodinâmica
A altura alcançada foi: h = 5,19m. A massa do pote é: m = 4g => kg Sabemos que a energia potencial máxima do sistema é igual ao trabalho realizado por uma força externa para montar esse sistema. Temos então:

14 Análise temodinâmica O rendimento de um equipamento qualquer é quanto trabalho que ele realiza quando recebe alguma energia. A energia que o objeto recebeu neste caso, é a própria energia de combustão do álcool, e o trabalho realizado acabamos de calcular. Dividindo o trabalho pela energia cedida, temos:

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16 Análise termodinâmica
Como vimos, o rendimento deste equipamento é muito baixo. Vamos fazer um cálculo hipotético da altura que este objeto alcançaria no caso de uma eficiência de 100%. Para tal usamos a regra de 3: ,19 m x X=12,2 km Note ainda que este cálculo é feito desprezando todas as forças de resistência do ar.