2022/09/29

Invenções que mudaram o mundo: a máquina a vapor

 

Máquina a vapor

ME/401109/589

Escola Secundária de Camões

Modelo de motor a vapor utilizado como material de apoio didático no âmbito da Física. Trata-se de um modelo didático tridimensional de um motor a vapor, mostrando, em corte, os principais componentes internos. O modelo era utilizado para demonstração do modo de funcionamento de máquinas a vapor.


A máquina a vapor é um tipo de máquina térmica que se baseia no fornecimento de energia através do calor, ou seja, da pressão do vapor que é produzida. Desta forma, a expansão do vapor na turbina leva a uma diminuição da temperatura e energia internas. Assim, a energia interna transforma-se em energia mecânica através da força que exerce no êmbolo.

A primeira máquina baseada neste principio foi criada no século I por Heron de Alexandria. Apelidada de eolípila, funcionava como uma caldeira de água que possuía uma esfera que girava quando aquecida.

Em 1698 Thomas Savery criou um motor para bombear a água que se acumulava no interior das minas de carvão. Em 1712 Thomas Newcomen aperfeiçoou esta máquina. O motor era acionado através do vapor da condensação introduzido no cilindro. Criava-se uma espécie de vácuo e a pressão atmosférica empurrava o pistão para dentro do cilindro. O motor de Newcomen foi utilizado em muitos países da Europa.


Máquina a vapor

ME/404445/119

Escola Secundária Alexandre Herculano

Instrumento utilizado em contexto das práticas pedagógicas de Física. Trata-se um modelo de máquina a vapor, um aparelho que produz movimento à custa de vapor a pressão elevada. A abertura e fecho da válvula de escape era feita através de um complexo sistema de engrenagens e veios de transmissão, comandados por um eixo que se movia solidariamente com o êmbolo. Para isso, desenvolveram-se diversos mecanismos de válvulas, instalados numa caixa de distribuição que permitia que o vapor escapasse alternadamente de cada um dos sectores definidos pelo êmbolo no interior do cilindro.



Em 1777, James Watt aproveitou o modelo de Newcomen e melhorou-o, acrescentando um segundo cilindro. Tinha várias vantagens, nomeadamente a existência de uma câmara de vácuo separada. A máquina a vapor foi utilizada para múltiplas funções, desde a extração de água nas minas, até ao fabrico de tecidos.

Foi assim que se iniciou a Era da Revolução Industrial. Através da introdução máquina a vapor a produção aumentou muito, gerando grandes lucros e investimentos em novas fábricas. O mundo e a forma de vida de milhões de pessoas mudaram para sempre: era a época da velocidade, do lucro, do capitalismo, da tecnologia e do desenvolvimento das cidades.

Ao mesmo tempo que era aplicada à indústria, a máquina a vapor revolucionou o mundo dos transportes, ou seja, o comboio a vapor. Foi Richard Trevithick, em 1804, o responsável pela combinação da máquina de Watt com os transportes a carvão existentes.

No final do século XIX, Charles Algernon Parsons criou a turbina a vapor que já não necessitava de mecanismos de transmissão, apresentando um melhor rendimento. Apesar da utilização extensa, a máquina a vapor caiu rapidamente em desuso, substituída pelas máquinas de combustão interna. O uso do carvão e a grande perda de energia, tornou este tipo de máquina menos utilizada.


MJS

 

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