{"id":48195,"date":"2019-11-08T14:44:21","date_gmt":"2019-11-08T13:44:21","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/o-que-e-eficiencia-termica-definicao\/"},"modified":"2020-01-27T17:38:52","modified_gmt":"2020-01-27T16:38:52","slug":"o-que-e-eficiencia-termica-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-eficiencia-termica-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 efici\u00eancia t\u00e9rmica – Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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A efici\u00eancia t\u00e9rmica, \u03b7\u00aa, de qualquer motor t\u00e9rmico \u00e9 definida como a raz\u00e3o entre o trabalho e a entrada de calor.\u00a0Para calcular a efici\u00eancia t\u00e9rmica, os engenheiros costumam usar entalpia.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica<\/div>\n<\/div>\n
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Efici\u00eancia t\u00e9rmica<\/h2>\n

Um\u00a0mecanismo t\u00e9rmico ideal<\/strong><\/a>\u00a0\u00e9 um mecanismo imagin\u00e1rio no qual a energia extra\u00edda como calor do reservat\u00f3rio de alta temperatura \u00e9 convertida completamente em funcionamento.\u00a0Mas, de acordo com a\u00a0declara\u00e7\u00e3o de Kelvin-Planck<\/strong><\/a>\u00a0, esse mecanismo violaria a segunda lei da termodin\u00e2mica, porque deve haver perdas no processo de convers\u00e3o.\u00a0O calor l\u00edquido adicionado ao sistema deve ser maior que o trabalho l\u00edquido realizado pelo sistema.<\/p>\n

Declara\u00e7\u00e3o de Kelvin-Planck:<\/strong><\/p>\n

\u201c\u00c9 imposs\u00edvel construir um dispositivo que opera em um ciclo e n\u00e3o produz outro efeito sen\u00e3o a produ\u00e7\u00e3o de trabalho e a transfer\u00eancia de calor de um \u00fanico corpo\u201d.<\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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F\u00f3rmula de efici\u00eancia t\u00e9rmica<\/h2>\n

Como resultado de esta afirma\u00e7\u00e3o, que definem a\u00a0efici\u00eancia t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0,\u00a0\u03b7\u00a0<\/em><\/strong>th<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0, de qualquer motor de calor como a raz\u00e3o entre o\u00a0trabalho<\/a>\u00a0que faz,\u00a0W<\/strong>\u00a0, para o\u00a0calor<\/a>\u00a0de entrada a uma temperatura elevada, Q\u00a0H<\/sub>\u00a0.<\/p>\n

\"f\u00f3rmula<\/a><\/p>\n

A\u00a0efici\u00eancia t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0,\u00a0\u03b7\u00a0<\/em><\/strong>th<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0, representa a fra\u00e7\u00e3o de\u00a0calor<\/strong>\u00a0,\u00a0Q\u00a0H<\/sub><\/strong>\u00a0, que \u00e9 convertida\u00a0em trabalho<\/strong>\u00a0.\u00a0\u00c9 uma medida de desempenho adimensional de um motor t\u00e9rmico que usa energia t\u00e9rmica, como uma turbina a vapor, um motor de combust\u00e3o interna ou um refrigerador.\u00a0Para uma refrigera\u00e7\u00e3o ou bombas de calor, a efici\u00eancia t\u00e9rmica indica at\u00e9 que ponto a energia adicionada pelo trabalho \u00e9 convertida na produ\u00e7\u00e3o l\u00edquida de calor.\u00a0Como \u00e9 um n\u00famero sem dimens\u00e3o, devemos sempre expressar W, Q\u00a0H<\/sub>\u00a0e Q\u00a0C<\/sub>\u00a0nas mesmas unidades.<\/p>\n

Como a energia \u00e9 conservada de acordo com a\u00a0primeira lei da termodin\u00e2mica<\/strong>\u00a0<\/a>e a energia n\u00e3o pode ser convertida para funcionar completamente, a entrada de calor, Q\u00a0H<\/sub>\u00a0, deve ser igual ao trabalho realizado, W, mais o calor que deve ser dissipado como\u00a0calor residual Q\u00a0C<\/sub><\/strong>\u00a0no meio Ambiente.\u00a0Portanto, podemos reescrever a f\u00f3rmula da efici\u00eancia t\u00e9rmica como:<\/p>\n

\"f\u00f3rmula<\/a><\/p>\n

Para fornecer a efici\u00eancia em porcentagem, multiplicamos a f\u00f3rmula anterior por 100. Observe que\u00a0\u03b7\u00a0<\/em><\/strong>th<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0pode ser 100% apenas se o calor residual Q\u00a0C<\/sub>\u00a0for zero.<\/p>\n

Em geral, a efici\u00eancia dos\u00a0melhores motores t\u00e9rmicos<\/strong>\u00a0\u00e9 bastante baixa.\u00a0Em suma, \u00e9\u00a0muito dif\u00edcil<\/strong>\u00a0para converter\u00a0energia t\u00e9rmica<\/a>\u00a0a\u00a0energia mec\u00e2nica<\/a>\u00a0.\u00a0As efici\u00eancias t\u00e9rmicas geralmente s\u00e3o\u00a0inferiores a 50%<\/strong>\u00a0e geralmente muito abaixo.\u00a0Tenha cuidado ao compar\u00e1-lo com a efici\u00eancia da energia e\u00f3lica ou hidrel\u00e9trica (turbinas e\u00f3licas n\u00e3o s\u00e3o motores de calor), n\u00e3o h\u00e1 convers\u00e3o de energia entre a energia t\u00e9rmica e a mec\u00e2nica.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Causas de inefici\u00eancia<\/span><\/h2>\n

Como foi discutido, uma efici\u00eancia pode variar entre 0 e 1. Cada mecanismo t\u00e9rmico \u00e9 de alguma forma ineficiente.\u00a0Essa inefici\u00eancia pode ser atribu\u00edda a tr\u00eas causas.<\/span><\/p>\n