Para muitos, o estudo da Revolução Industrial fica restrito
as disciplinas de história ou geografia. Foi neste época, com o desenvolvimento
das máquinas à vapor e seu entendimento, que surgiu o estudo da Termodinânica.
Esta ciência está fortemente ligada ao desenvolvimento da mecânica clássica e
quântica, do eletromagnetismo e da cinética química.
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| Charles Chaplin: cena do filme Tempos Modernos |
Na área de Engenharia, principalmente a Engenharia Mecânica,
a Termodinâmica é essencialmente importante, pois o desenvolvimento de motores
à vapor, motores a combustão e até mesmo a geração de eletricidade mais
eficientes dependem deste conhecimento.
Pode-se dizer que a termodinâmica sugiu no ano de 1650 com o
desenvolvimento da primeira bomba à vácuo. Seu desenvolvedor, o alemão Otto Von
Guerickle, um engenheiro, militar, político e diplomata que defendia a existência
do vácuo. Sabendo dessa proeza, anos depois Robert Boyle e Robert Hook constroem
uma bomba de ar. Foi com essa bomba que Robert Boyle estabeleceu a relação de
que PV = constante, já discutido em outro post.
Uma coisa curiosa, é que antes de Boyle formular sua Lei, um associado dele,
Denis Papin construiu um digestor ósseo (marmita de Papin) , sendo este, um
recipiente fechado com uma tampa hermética que libera o vapor quando uma alta pressão
é alcançada. Projetos posteriores incorporaram uma válvula de liberação de
vapor, evitando assim, a explosão do reservatório. Poderiam perguntar: igual a uma panela de
pressão!!? Exatamente!! Uma outra revolução na cozinha moderna é a panela de pressão
que diminui o tempo de cozimento dos alimentos.
Papin, ao observar o ritmo frenético da válvula subindo e
descendo já imaginou um motor a pistão e cilindro, igual aos dos automóveis a
combustão. Por não ter insistido em seu invento, Thomas Savery construiu o
primeiro motor, um tanto quanto ineficientes, mas chamando a atenção de Sadi
Carnot.
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| Máquina de bombear água de Newcoman |
Já a máquina a vapor, criada por Thomas Newcomen, um Inventor,
ferreiro e mecânico inglês nascido em Dartmouth, Devon, England, que a partir
do aperfeiçoamento do modelo de Thomas Savery, de quem era sócio, criou (1712)
uma nova máquina a vapor para drenagem de minas, denominada de pistão de
Newcomen. Essa máquina possuía uma viga horizontal à semelhança de uma
gangorra, da qual pendiam dois êmbolos, um em cada extremidade. Um êmbolo
permanecia no interior de um cilindro e quando o vapor penetrava no cilindro,
forçava o êmbolo para cima e acarretava a decida de outra extremidade.
Borrifava-se água fria no cilindro, o vapor se condensava e o vácuo sugava o
êmbolo de novo para baixo. Isto elevava o outro extremo da viga, que se ligava
ao êmbolo de uma bomba na mina. Assim fez combinar o pistão como um meio de
aproveitar tanto a expansão do vapor, na subida, com o vácuo repentino devido à
condensação do vapor, na descida.
Este seu invento foi
um marco na Revolução Industrial e serviu de base histórica para a mecanização
de toda a indústria. Com sua engenhosidade criou uma máquina a vapor como um
engenho prático, suficientemente poderoso para garantir muitas minas inglesas
contra inundações. Durante cinqüenta anos que se seguiram, sua máquina foi
usada para bombeamento, sempre que não havia energia hidráulica à disposição.
Porém sua principal inviabilização para outros propósitos era seu grande
consumo de combustível.
Com seu assistente bombeiro John Cawley, tornaram-se os precursores
da máquina a vapor, ao pesquisarem sobre o assunto por mais de dez anos. Ambos
desenvolveram um novo conceito: o uso de um conjunto cilindro-pistão para o
bombeamento de água, constituindo a primeira máquina térmica, pois seu
funcionamento era cíclico. Morreu em Londres deixando a idéia básica para os
trabalhos do engenheiro civil John Smeaton (1724-1792), de James Watt
(1736-1819), mecânico escocês que aperfeiçoou o modelo de Newcomen (1765). Um
inglês, George Stephenson (1781-1848), revolucionou os transportes com a
invenção da locomotiva a vapor (1814).
Fontes:
- http://www.dec.ufcg.edu.br/biografias/ThomaNew.html
- http://polemicascmm.blogspot.com.br/2012/08/termodinamica-e-revolucao-industrial.html
- http://pt.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%B3ria_da_termodin%C3%A2mica
