5 exposiçõesRoteiros
Motores: do vapor aos foguetes
Como o calor do combustível que queima vira movimento, da máquina a vapor ao motor que ergue um foguete.
Do mais antigo ao mais novo: da máquina a vapor ao motor de carro e aos motores que empurram com os gases de escape em vez de girar rodas.
Um motor transforma calor em movimento, e este percurso segue essa ideia por cerca de 250 anos. Começa com uma máquina a vapor que acionava a bomba de uma mina, passa pelas peças de um carro que produzem, reforçam e transmitem potência, e termina com motores que empurram um veículo com o próprio escapamento.
Cada modelo anda devagar o bastante para acompanhar um ciclo de cada vez, e a maioria pode ser aberta em corte. Fique de olho em dois números pelo caminho: quanto da energia do combustível vira trabalho e com que rapidez as peças precisam girar.
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FIG. 40 · Como funcionaMáquina a vapor de Watt: modelo 3D interativo
A máquina de Watt fazia o mesmo trabalho que uma máquina de Newcomen com cerca de um terço do carvão, porque condensava o vapor num recipiente separado.
Compare o carvão usado com e sem o condensador separado.
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FIG. 02 · Como funcionaMotor de quatro tempos: simulador interativo passo a passo
A 3000 rpm, cada cilindro faz explosão 25 vezes por segundo. Aqui o motor gira devagar o bastante para você acompanhar cada tempo, e pode ser montado de monocilíndrico a V8, cada um com sua própria ordem de ignição.
Reduza ao máximo a rotação do virabrequim e acompanhe um cilindro pelos quatro tempos.
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FIG. 65 · Como funcionaTurbocompressor: simulador interativo passo a passo
Neste modelo de motor de 2,0 litros, um eixo girando a 142.000 rpm põe quase o dobro de ar em cada cilindro.
Aumente a pressão do turbo e veja quanto mais ar chega a cada cilindro.
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FIG. 05 · Como funcionaDiferencial de um carro: modelo 3D interativo
Numa curva de 10 m a 50 km/h, a roda traseira de fora gira 17% mais rápido que a de dentro, e mesmo assim as duas são movidas pelo mesmo eixo.
Faça uma curva fechada e compare as velocidades das duas rodas traseiras.
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FIG. 58 · Como funcionaComo funciona um motor-foguete a propelente líquido
O motor de 75 toneladas do Nuri queima 255 kg de querosene e oxigênio líquido por segundo, e o mesmo motor empurra cerca de 13 % mais forte no espaço do que ao nível do mar.
Suba do nível do mar ao espaço e veja o empuxo crescer quando o ar externo some.