Motores de Stirling

Ideias para experiências de física ou pequenos projectos de física experimental, para realizar em casa ou no laboratório da escola.

Mensagempor hexphreak em Domingo Nov 18, 2007 6:32 pm

1000 rpm?! Essa coisa anda mais rápido do que alguns condutores :lol:

Cá vai a minha tentativa de explicação: a palha de aço, como excelente condutor térmico que é, actua como o permutador de calor (como o Prof. já disse). Quando o pistão comprime o ar do lado esquerdo do tubo, este aquece rapidamente e expande-se, empurrando o pistão de volta. Mas agora o ar está mais frio e contrai, puxando o pistão, e o ciclo repete-se.
Avatar do utilizador
hexphreak
top-Quark!
top-Quark!
 
Mensagens: 1959
Registado: Segunda Nov 05, 2007 8:52 pm
Localização: Maia/Porto

Mensagempor jap em Domingo Nov 18, 2007 6:42 pm

hexphreak Escreveu:1000 rpm?! Essa coisa anda mais rápido do que alguns condutores :lol:

Cá vai a minha tentativa de explicação: a palha de aço, como excelente condutor térmico que é, actua como o permutador de calor (como o Prof. já disse). Quando o pistão comprime o ar do lado esquerdo do tubo, este aquece rapidamente e expande-se, empurrando o pistão de volta. Mas agora o ar está mais frio e contrai, puxando o pistão, e o ciclo repete-se.


O aquecimento do ar é feito pela lamparina, não pelo movimento do pistão! :lol:

O que se passa, grosso modo é o seguinte:

1) Ao aquecer o ar este dilata e faz mover o pistão para a direita.
2) O pistão está acoplado a uma roda cuja inércia faz mover o pistão de volta para a esquerda (depois de esta dar uma meia volta) - repara bem como está acoplado o pistão à roda!
3) Ao mover-se para a esquerda o pistão força o ar quente a deslocar-se para a zona da palha de aço onde arrefece, pois a palha de aço é um bom permutador de calor.
4) O ar frio aquece de novo devido à acção da lamparina e o ciclo repete-se...1000 vezes por minuto!

Não é fantástico? :D
José António Paixão
Departamento de Física da FCTUC
Avatar do utilizador
jap
Site Admin
Site Admin
 
Mensagens: 6790
Registado: Quinta Nov 09, 2006 9:34 pm
Localização: Univ. de Coimbra

Mensagempor hexphreak em Domingo Nov 18, 2007 6:48 pm

Ahh então troquei ligeiramente os ciclos :wink: É fantástico deveras, uma forma muito original de conversão de energia. Já repararam como há tantas maneiras estrambólicas de converter um tipo de energia noutra? :D
Avatar do utilizador
hexphreak
top-Quark!
top-Quark!
 
Mensagens: 1959
Registado: Segunda Nov 05, 2007 8:52 pm
Localização: Maia/Porto

Mensagempor sagardipak em Domingo Nov 18, 2007 6:54 pm

Bem... realmente é uma coisa de outro mundo!

Prof., tenho uma pergunta. Se em vez daquele disco preto se pusesse um íman e fio enrolado à volta dele, o movimento do íman seria suficiente para acender qualquer coisa? Como, por exemplo, um led?

Aquilo roda a 16 rotações por segundo... não é certamente rival para os 50Hz que habitualmente recebemos em casa! :lol:
Nature and nature's laws lay hid in night;
God said "Let Newton be" and all was light.

IPhO 2009, México
Quark! 2007/2008, 2008/2009
Avatar do utilizador
sagardipak
strange-Quark!
strange-Quark!
 
Mensagens: 926
Registado: Sábado Out 20, 2007 9:58 pm
Localização: Bracara Augusta

Mensagempor jap em Domingo Nov 18, 2007 7:07 pm

sagardipak Escreveu:Bem... realmente é uma coisa de outro mundo!

Prof., tenho uma pergunta. Se em vez daquele disco preto se pusesse um íman e fio enrolado à volta dele, o movimento do íman seria suficiente para acender qualquer coisa? Como, por exemplo, um led?

Aquilo roda a 16 rotações por segundo... não é certamente rival para os 50Hz que habitualmente recebemos em casa! :lol:


Sim, podes gerar electricidade da forma que sugeres e é mais do que suficiente para acender um LED - de qualquer forma, o ideal, neste caso, seria rectificar a corrente... :P

Aqui fica a prova

O gerador e o LED que o sagar pediu!
José António Paixão
Departamento de Física da FCTUC
Avatar do utilizador
jap
Site Admin
Site Admin
 
Mensagens: 6790
Registado: Quinta Nov 09, 2006 9:34 pm
Localização: Univ. de Coimbra

Mensagempor sagardipak em Domingo Nov 18, 2007 7:32 pm

jap Escreveu:
sagardipak Escreveu:Bem... realmente é uma coisa de outro mundo!

Prof., tenho uma pergunta. Se em vez daquele disco preto se pusesse um íman e fio enrolado à volta dele, o movimento do íman seria suficiente para acender qualquer coisa? Como, por exemplo, um led?

Aquilo roda a 16 rotações por segundo... não é certamente rival para os 50Hz que habitualmente recebemos em casa! :lol:


Sim, podes gerar electricidade da forma que sugeres e é mais do que suficiente para acender um LED - de qualquer forma, o ideal, neste caso, seria rectificar a corrente... :P

Aqui fica a prova

O gerador e o LED que o sagar pediu!


Ahh! Obrigado professor!

Assim estes projectos tornam-se mais interessantes!

Já agora, quando o Prof. diz rectificar a corrente, é usar um díodo para aproveitar apenas os ciclos positivos/negativos? Se for assim, será que isso resulta numa perda de 50% dos ciclos?

Tanta pergunta :)
Nature and nature's laws lay hid in night;
God said "Let Newton be" and all was light.

IPhO 2009, México
Quark! 2007/2008, 2008/2009
Avatar do utilizador
sagardipak
strange-Quark!
strange-Quark!
 
Mensagens: 926
Registado: Sábado Out 20, 2007 9:58 pm
Localização: Bracara Augusta

Mensagempor jap em Domingo Nov 18, 2007 7:49 pm

sagardipak Escreveu:(...)
Já agora, quando o Prof. diz rectificar a corrente, é usar um díodo para aproveitar apenas os ciclos positivos/negativos? Se for assim, será que isso resulta numa perda de 50% dos ciclos?

Tanta pergunta :)



Usando uma Ponte de díodos (e não apenas um!) as perdas são muito menores! :lol:
José António Paixão
Departamento de Física da FCTUC
Avatar do utilizador
jap
Site Admin
Site Admin
 
Mensagens: 6790
Registado: Quinta Nov 09, 2006 9:34 pm
Localização: Univ. de Coimbra

Mensagempor jap em Domingo Nov 18, 2007 10:05 pm

:omg:

Vejam o que eu descobri!

Alguém se adiantou e resolveu combinar a nossa thread do microfone parabólico com o motor de stirling de palha de aço... :shock:

Vejam o resultado:

Stirling de palha de aço + antena parabólica+ sol!

Incrível, ne? :roll:
José António Paixão
Departamento de Física da FCTUC
Avatar do utilizador
jap
Site Admin
Site Admin
 
Mensagens: 6790
Registado: Quinta Nov 09, 2006 9:34 pm
Localização: Univ. de Coimbra

Mensagempor MiguelReisOrcinha em Domingo Nov 18, 2007 10:32 pm

:shock: ta bem fixe... mas a palha de aço não vai acabar por aquecer e consequentemente fazer parar o sistema?
Avatar do utilizador
MiguelReisOrcinha
charm-Quark!
charm-Quark!
 
Mensagens: 624
Registado: Sexta Set 07, 2007 7:22 am
Localização: Marinha Grande, Leiria

Mensagempor hexphreak em Domingo Nov 18, 2007 10:33 pm

Parece-me que não, porque a sua energia é transferida para o ar que é comprimido para dentro do tubo. Não sei se há algum resíduo, mas olhando para a 2ª Lei da Termodinâmica...
Avatar do utilizador
hexphreak
top-Quark!
top-Quark!
 
Mensagens: 1959
Registado: Segunda Nov 05, 2007 8:52 pm
Localização: Maia/Porto

Mensagempor MiguelReisOrcinha em Domingo Nov 18, 2007 10:48 pm

a palha d'aço está mesmo na ponta do tubo... bem perto do foco... directamente ao sol...
Avatar do utilizador
MiguelReisOrcinha
charm-Quark!
charm-Quark!
 
Mensagens: 624
Registado: Sexta Set 07, 2007 7:22 am
Localização: Marinha Grande, Leiria

Mensagempor jap em Domingo Nov 18, 2007 10:52 pm

MiguelReisOrcinha Escreveu:a palha d'aço está mesmo na ponta do tubo... bem perto do foco... directamente ao sol...


Para o dispositivo funcionar bem, o foco da parábola deverá localizar-se na zona do tubo que não contém a palha de aço, correspondente à zona onde se coloca a chama da lamparina no vídeo de um post anterior.:?

A palha de aço serve de permutador de calor porque aquece e arrefece rapidamente em contacto com o ar. Existem outros materiais que são ainda melhores permutadores de calor do que a palha de aço, mas este é um material facilmente acessível.
José António Paixão
Departamento de Física da FCTUC
Avatar do utilizador
jap
Site Admin
Site Admin
 
Mensagens: 6790
Registado: Quinta Nov 09, 2006 9:34 pm
Localização: Univ. de Coimbra

Mensagempor manuelmarque em Domingo Nov 18, 2007 10:58 pm

Está espectacular! :) O professor bem podia mostrar aos olímpicos/quarkianos do próximo ano a máquina de Sterling que tem aí no laboratório da FCTUC... realmente, muito me espantou ver "aquele" copinho a desenvolver tantos RPMs... é Termodinâmica em acção! :D
Avatar do utilizador
manuelmarque
strange-Quark!
strange-Quark!
 
Mensagens: 979
Registado: Quinta Nov 16, 2006 7:57 pm
Localização: Maia/Porto, Portugal

Mensagempor jap em Domingo Nov 18, 2007 11:00 pm

manuelmarque Escreveu:Está espectacular! :) O professor bem podia mostrar aos olímpicos/quarkianos do próximo ano a máquina de Sterling que tem aí no laboratório da FCTUC... realmente, muito me espantou ver "aquele" copinho a desenvolver tantos RPMs... é Termodinâmica em acção! :D


Eu vou mostrar...mas quero é que o pessoal construa um! Sempre dá mais gozo fazermos o nosso próprio aparelho! :D
José António Paixão
Departamento de Física da FCTUC
Avatar do utilizador
jap
Site Admin
Site Admin
 
Mensagens: 6790
Registado: Quinta Nov 09, 2006 9:34 pm
Localização: Univ. de Coimbra

Mensagempor MiguelReisOrcinha em Domingo Nov 18, 2007 11:07 pm

eu (se tudo correr bem) hei-de estar dentre os papas babados ai em coimbra...

ja estou mas é a encontrar uma dificuldade... onde é que posso arranjar um êmbolo que sirva mesmo à justa dentro do cilindro para que eu não tenha que recorrer de uma forma muito abusiva a vedantes?
Avatar do utilizador
MiguelReisOrcinha
charm-Quark!
charm-Quark!
 
Mensagens: 624
Registado: Sexta Set 07, 2007 7:22 am
Localização: Marinha Grande, Leiria

AnteriorPróximo

Voltar para Projectos experimentais

Quem está ligado

Utilizadores a navegar neste fórum: Nenhum utilizador registado e 1 visitante

cron