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TÍTULO DA ATIVIDADE ESTRUTURADA: ATIVIDADE ESTRUTURADA N°2 – CONCEITOS BÁSICOS NOME DO ALUNO: JOBSON ANDRADE SILVA NOME DO PROFESSOR: LEONARDO AZEVEDO NOME DA DISCIPLINA: SISTEMAS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS NOME DO CURSO: ENGENHARIA MECÂNCIA DATA:18/04/2016 OBJETIVO: Fixar os conceitos sobre as propriedades físicas do ar. COMPETÊNCIAS/HABILIDADES: Relacionar as propriedades físicas do ar com as características de um sistema pneumático. Questão - 1 DESENVOLVIMENTO: Pesquise nos livros da bibliografia básica quais são as propriedades físicas do ar. Relacione com as características dos sistemas pneumáticos. PRODUTO/RESULTADO: As propriedades físicas do ar são e sua relação com as características dos sistema pneumáticos são: * Compressibilidade - Podemos colocar o ar num recipiente com volume determinado e posteriormente provocar-lhe uma redução de volume usando a sua propriedade de compressibilidade. Então, podemos concluir que o ar permite reduzir o seu volume quando sujeito à ação de uma força exterior. * Elasticidade - Propriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial uma vez extinto o efeito (força) responsável pela redução do volume. * Difusibilidade - Propriedade do ar que lhe permite misturar-se homogeneamente com qualquer meio gasoso que não esteja saturado. * Expansibilidade - Propriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato.
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acerca dessas questões, vêm desenvolvendo ações que contribuem para proteger o meio ambiente e cuidar da nossa saúde. Mas, isso ainda não é suficiente... faz-se preciso ampliar tais ações, e a educação é um valioso recurso que pode e deve ser usado em tal direção. Assim, iniciamos este material conversando com você sobre meio ambiente, saúde e segurança no trabalho, lembrando que, no seu exercício profissional diário, você deve agir de forma harmoniosa com o ambiente, zelando também pela segurança e saúde de todos no trabalho. Tente responder à pergunta que inicia este texto: meio ambiente, saúde e segurança no trabalho – o que é que eu tenho a ver com isso? Depois, é partir para a ação. Cada um de nós é responsável. Vamos fazer a nossa parte? 1 Nesta Seção... Introdução à pneumática Definição de pneumática Fluido Propriedades físicas do ar Implantação da automação pneumática Produção do ar comprimido Tipos de compressores Preparação e armazenagem do ar comprimido Pneumática Básica – Introdução à Pneumática SENAI-RJ – 19 Introdução à pneumática Definição de pneumática A expressão pneumo ou pneuma provém do grego, e significa respiração, fôlego, sopro, vento. Como derivada sua, encontra-se a palavra pneumática. Esta é definida como parte da Física que estuda os comportamentos (a dinâmica e os fenômenos físicos) relacionados com os gases e o vácuo. É comum encontrarmos como sendo o estudo da conversão da energia pneumática em trabalho. Fluido Chamam-se fluidos os corpos cujas moléculas sejam extremamente móveis umas em relação às outras. Os gases e líquidos são exemplos de fluidos. Líquidos São fluidos poucos compressíveis; as moléculas em um líquido apresentam um estado de equilíbrio. Pneumática Básica – Introdução à Pneumática 20 – SENAI-RJ Gases São fluidos muito compressíveis; as moléculas em um gás tendem a se repelir. Propriedades físicas do ar Apesar de insípido, inodoro e incolor, percebemos o ar através dos ventos, aviões e pássaros que nele flutuam e se movimentam; sentimos também o seu impacto sobre o nosso corpo. Concluímos facilmente que o ar tem existência real e concreta, ocupando lugar no espaço. Compressibilidade O ar, assim como todos os gases, tem a propriedade de ocupar todo o volume de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato, já que não tem forma própria. Assim, podemos encerrá-lo num recipiente com volume determinado e posteriormente provocar-lhe uma redução de volume usando uma de suas propriedades, a compressibilidade. Podemos concluir que o ar permite reduzir o seu volume quando sujeito à ação de uma força exterior. ar ar submetido a um volume inicial V0 ar submetido a um volume inicial Vf 1 2 V0 V f Vf < V0 Pneumática Básica – Introdução à Pneumática SENAI-RJ – 21 Elasticidade Propriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial uma vez extinto o efeito (força) responsável pela redução do volume. Difusibilidade Propriedade do ar que lhe permite misturar-se homogeneamente com qualquer meio gasoso que não esteja saturado. Expansibilidade Propriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato. ar submetido a um volume inicial V0 ar submetido a um volume inicial Vf 1 2 V0 V f Vf > V0 volumes contendo ar e gases; válvulas fechadas com válvula aberta temos uma mistura homogênea possuímos um recipiente contendo ar; a válvula na situação 1 está fechada quando a válvula é aberta, o ar expande, asumindo o formato dos recipiente porque não possui forma própria Pneumática Básica – Introdução à Pneumática 22 – SENAI-RJ Peso do ar Como toda matéria concreta, o ar tem peso. A experiência abaixo mostra a existência do peso do ar. Temos dois balões idênticos, hermeticamente fechados, contendo ar com a mesma pressão e temperatura. Colocando-se numa balança de precisão, os pratos se equilibram. De um dos balões, retira-se o ar através de uma bomba de vácuo. Coloca-se outra vez o balão na balança e haverá o desequilíbrio causado pela falta do ar. Pneumática Básica – Introdução à Pneumática SENAI-RJ – 23 Um litro de ar, a 0ºC e ao nível do mar, pesa 0,001293kg. O ar quente é mais leve que o ar frio. Uma experiência que mostra esse fato é a seguinte: Uma balança equilibra dois balões idênticos, abertos. Expondo-se um dos balões a contato com uma chama, o ar do seu interior se aquece, escapa pela boca do balão, tornando-se, assim, menos denso. Conseqüentemente, há um desequilíbrio na balança. Atmosfera Camada formada por gases, principalmente por oxigênio (O), e nitrogênio (N), que envolve toda a superfície terrestre, responsável pela existência de vida no planeta. Pneumática Básica – Introdução à Pneumática 24 – SENAI-RJ Pelo fato de o ar ter peso, as camadas inferiores são comprimidas pelas camadas superiores. Assim, as camadas inferiores são mais densas que as superiores. Concluímos, portanto, que um volume de ar comprimido é mais pesado que o ar à pressão normal ou à pressão atmosférica. Quando dizemos que um litro de ar pesa 0,001293 kg ao nível do mar, isso significa que, em altitudes diferentes, o peso tem valor diferente. Pressão atmosférica Sabemos que o ar tem peso; portanto, vivemos sob esse peso desde que nascemos. A atmosfera exerce sobre nós uma força equivalente ao seu peso, mas não a sentimos, pois ela atua em todos os sentidos e direções com a mesma intensidade. Esse fato é denominado pressão atmosférica. A pressão atmosférica varia de forma inversamente proporcional à altitude considerada. Através da tabela a seguir, essa variação pode ser notada. 1,033 kgf/cm2 1,067 kgf/cm2 0,710 kgf/cm2 Pneumática Básica – Introdução à Pneumática SENAI-RJ – 25 A próxima tabela apresenta a variação da pressão atmosférica em relação à altitude. ALTITUDE PRESSÃO ALTITUDE PRESSÃO Em m Em kgf/cm2 Em m Em kgf/cm2 0 1,033 1000 0,915 100 1,021 2000 0,810 200 1,008 3000 0,715 300 0,996 4000 0,629 400 0,985 5000 0,552 500 0,973 6000 0,481 600 0,960 7000 0,419 700 0,948 8000 0,363 800 0,936 9000 0,313 900 0,925 10000 0,270 Efeitos combinados entre as três variáveis físicas do gás Lei geral dos gases perfeitos. As leis de Boyie-Mariotte, Charles e Gay Lussac referem-se às transformações de estado, nas quais uma das variáveis físicas permanece constante. Geralmente, a transformação de um estado para outro envolve um relacionamento entre todas, sendo assim, a relação generalizada é expressa pela fórmula: 1 1 2 2 1 2 P V P V = T T De acordo com essa relação, são conhecidas as três variáveis do gás. Por isso, se qualquer uma delas sofrer alteração, o efeito nas outras poderá ser definido. Pneumática Básica – Introdução à Pneumática 26 – SENAI-RJ O princípio de Pascal Constata-se que o ar é muito compressível sob ação de pequenas forças. Quando contido em um recipiente fechado, o ar exerce uma pressão igual sobre as paredes, em todos os sentidos. Podemos verificar isto facilmente fazendo uso de uma bola de futebol. Apalpando-a, observamos uma pressão uniformemente distribuída sob sua superfície de dentro para fora. Por Blaise Pascal, temos: “A pressão exercida em um líquido confinado em forma estática atua em todos os sentidos e direções, com a mesma intensidade, exercendo forças iguais em áreas iguais”. Pneumática Básica – Introdução à Pneumática SENAI-RJ – 27 Implantação da automação pneumática Desvantagens 1. O ar comprimido necessita de uma boa preparação para realizar o trabalho proposto satisfatoriamente. Portanto, a remoção de impurezas e a eliminação de umidade é fundamental para evitar a corrosão nos equipamentos, ou travamentos e maiores desgastes nas partes móveis do sistema. 2.