Motor a vapor

Autor: Leandro Alegsa

18-12-2020

Um motor a vapor é um motor que utiliza vapor de água fervente para fazer com que ele se mova. O vapor empurra sobre as peças do motor para fazê-las se mover. Os motores a vapor podem alimentar muitos tipos de máquinas, incluindo veículos e geradores elétricos.

Motores a vapor foram usados em bombas de minas a partir do início do século 18 e foram muito melhorados por James Watt na década de 1770. Eles foram muito importantes durante a revolução industrial, onde substituíram cavalos, moinhos de vento e moinhos de água para trabalhar máquinas.

As primeiras máquinas a vapor eram motores a pistão. A pressão do vapor empurrava um pistão que o fazia mover-se ao longo de um cilindro e assim eles tinham um movimento recíproco (para trás e para frente). Isto podia mover uma bomba diretamente ou trabalhar uma manivela para girar uma roda e trabalhar uma máquina. Eles operavam a baixa pressão e tinham que ser muito grandes para fazer muita força.

Os motores a vapor eram usados em fábricas para trabalhar máquinas e em minas para mover bombas. Mais tarde foram construídos motores menores que podiam mover locomotivas ferroviárias e barcos a vapor.

O vapor para alimentar uma máquina a vapor é feito em uma caldeira que aquece a água para fazer vapor. Na maioria dos lugares, o fogo aquece a caldeira. O combustível para o fogo pode ser lenha, carvão ou petróleo. A energia nuclear ou solar pode ser usada em vez do fogo. O vapor que sai da caldeira aplica a força em um pistão. Uma válvula envia o vapor para uma extremidade do pistão, depois para a outra, para fazê-lo andar para trás e para frente. O pistão em movimento empurra e puxa a haste do pistão, a cruzeta e a biela, para girar rodas ou acionar outras máquinas. O pesado volante giratório suaviza a potência do pistão. O governador controla a velocidade do motor.

Atualmente, muitas máquinas a vapor ainda estão em funcionamento. Durante o século XX, os pistões foram substituídos por turbinas que giram como um moinho de vento empurrado por jatos de vapor. Estas giram mais rápido com maior eficiência energética do que os tipos originais de motores a vapor de pistão. Eles são usados em usinas geradoras de energia para operar geradores que produzem eletricidade. Alguns navios também são movidos por turbinas a vapor. As caldeiras das turbinas a vapor podem ser aquecidas por muitos tipos diferentes de combustível, mesmo um reator nuclear em algumas centrais elétricas e navios de guerra.

Réplica em escala real do motor 1712 Thomas Newcomen para bombeamento de água de minas nas fazendas de Lord Dudley. Museu de Vida Rural Negra

A locomotiva sobrevivente mais antiga: Puffing Billy no Museu da Ciência

Este enorme edifício abrigou os quatro maiores motores de viga da Grã-Bretanha. Eles foram usados para a movimentação de esgoto em Crossness, Bexley

Velha Bess: Motor de viga Watt, 1777, construído por Boulton e Watt. O motor era usado para levantar água. Era necessária água constante porque uma roda d'água era usada para acionar as máquinas da Manufatura Soho de Boulton, em Birmingham.

O governador: A importante invenção de Boulton e Watt

Perguntas e Respostas

P: O que é uma máquina a vapor?

R: Uma máquina a vapor é uma máquina que usa o vapor da água fervente para fazer com que ela se mova. O vapor empurra as peças do motor para fazê-las mover-se, e pode ser usado para alimentar muitos tipos de máquinas, inclusive veículos e geradores elétricos.

P: Quando as máquinas a vapor foram usadas pela primeira vez?

R: Os motores a vapor foram usados pela primeira vez nas bombas das minas a partir do início do século 1700, e foram muito melhorados por James Watt na década de 1770. Eles se tornaram muito importantes durante a revolução industrial, onde substituíram cavalos, moinhos de vento e moinhos de água para trabalhar com máquinas.

P: Como funcionam as máquinas a vapor?

R: As primeiras máquinas a vapor eram de pistão. A pressão do vapor empurrava um pistão que o fazia mover-se ao longo de um cilindro e assim eles tinham um movimento recíproco (para trás e para a frente). Isso podia mover uma bomba diretamente ou trabalhar uma manivela para girar uma roda e trabalhar uma máquina. O pesado volante giratório suavizava a potência do pistão, enquanto o governador controlava a velocidade do motor.

P: O que alimenta uma máquina a vapor?

R: O vapor para alimentar uma máquina a vapor é feito em uma caldeira que aquece a água para fazer vapor. Na maioria dos lugares o fogo aquece a caldeira, mas o combustível para esse fogo pode ser lenha, carvão ou petróleo; a energia nuclear ou a energia solar também pode ser usada em vez do fogo.

P: Como a tecnologia mudou desde os tipos originais de motores de pistão?

R: Durante o século 20 os pistões foram substituídos por turbinas que giram como um moinho de vento empurrado por jatos de vapor, girando mais rápido com maior eficiência energética do que os tipos originais de motores de pistão a vapor. Esses motores são agora usados em usinas elétricas para operar geradores que produzem eletricidade, assim como alguns navios que também são movidos por essas turbinas.

P: Que tipo de combustível pode ser usado hoje em dia para caldeiras?

R: Caldeiras para essas modernas turbinas podem ser aquecidas por muitos tipos diferentes de combustível, como madeira, carvão, petróleo; a energia nuclear ou a energia solar também podem ser usadas em vez do fogo, dependendo do que estiver disponível em um determinado momento.