24 n1 Poglio Steffani

v.24 n.1 2013

Programa de Ps-Graduao em Ensino de FsicaUFRGS

ENSINANDO FSICA TRMICACOM UM REFRIGERADOR

Rodrigo PogliaMaria Helena Steffani

Textos de Apoio ao Professor de Fsica, v.24 n.1, 2013. Instituto de Fsica UFRGS

Programa de Ps Graduao em Ensino de Fsica Mestrado Profissional em Ensino de Fsica

Editores: Marco Antonio Moreira Eliane Angela Veit

Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP) Setor de Processamento Tcnico

Biblioteca Professora Ruth de Souza Schneider Instituto de Fsica/UFRGS

Impresso: Waldomiro da Silva Olivo Intercalao: Joo Batista C. da Silva

P729e Ploglia, Rodrigo

Ensinando fsica trmica com um refrigerador / Rodrigo Ploglio, Maria Helena Steffani Porto Alegre: UFRGS, Instituto de Fsica, 2013.

55 p.; il. (Textos de apoio ao professor de fsica / Marco Antonio Moreira, Eliane Angela Veit, ISSN 1807-2763; v. 24 , n. 1)

1. Ensino de Fsica 2. Termodinmica 3. Refrigerao I.

Steffani, Maria Helena II.Ttulo III. Srie.

PACS: 01.40.E

ENSINANDO FSICA TRMICA COM UM REFRIGERADOR

Apresentao

O presente texto de apoio ao Professor de Fsica fruto do trabalho de concluso do

Mestrado Profissional em Ensino de Fsica, e tem por finalidade apresentar um material didtico

alternativo, baseado no refrigerador domstico, para um ensino de Fsica Trmica a alunos do Curso

Tcnico Integrado ao Ensino Mdio, em uma proposta curricular integradora entre o conhecimento

fsico formalizado e sua contextualizao no mbito tecnolgico.

O material didtico produzido busca desenvolver nos alunos competncias e habilidades de

reconhecimento, organizao, interpretao, aplicabilidade e a evoluo do conhecimento,

pressupondo o abandono das prticas discursivas de transferncia de conhecimentos acabados, e a

reelaboraro e criao de processos que instigam a pensar, pesquisar, modelar e planejar aes

transformadoras no meio profissional e social.

A proposta aqui apresentada foi desenvolvida com duas turmas de alunos do primeiro ano

do Ensino Mdio do curso Tcnico Integrado em Refrigerao e Climatizao do Instituto Federal Sul-

rio-grandense, Campus de Venncio Aires, RS, durante o segundo semestre de 2011.

importante salientar que no se trata de maneira alguma, de uma abordagem restrita e

simplria da Fsica, com abordagem apenas do funcionamento do equipamento, mas muito pelo

contrrio, trata de um ensino contextualizado e significativo, construdo observando os conhecimentos

prvios dos alunos, e consolidado no pela imposio, mas sim pelo confrontamento de idias,

constataes e pesquisas.

Destaco ainda que, mesmo o texto tendo sido produzido visando alunos do curso tcnico

integrado em refrigerao e climatizao, acreditamos que com algumas adaptaes este possa ser

utilizado para o ensino de Fsica Trmica a alunos do Ensino Mdio normal.

SUMRIO

1. Tpicos da histria da refrigerao ......................................................................................... 07 2. Isolamento trmico e controle de temperatura ........................................................................ 11 3. Compressor........................................................................................................................... 17 4. Condensador ......................................................................................................................... 23 5. Filtro Secador ........................................................................................................................ 27 6. Tubo capilar........................................................................................................................... 29 7. Evaporador ............................................................................................................................ 33 8. Fluido refrigerante .................................................................................................................. 37 9. Eficincia energtica dos refrigeradores ................................................................................. 41

9.1 Atividade experimental para determinao da eficincia energtica de um refrigerador . 43

10. Bibliografia... .............................................................................. ..47 Apndices Apndice A - Montagem da bancada didtica de refrigerao ..................................................49 Apndice B - Montagem do compressor hermtico aberto .......................................................51

1. Tpicos da histria da refrigerao.

A geladeira inventada na metade do sculo XIX mudou os hbitos alimentares do mundo e

agora pea fundamental em qualquer ambiente domstico.

No incio do sculo XIX a possibilidade de usufruir de gelo para conservar alimentos, resfriar

bebidas ou o conforto trmico de ambientes era algo bastante raro, pois no eram dominadas as

tcnicas de sua fabricao e conservao. Tudo isso comea a mudar com John Gorrie, devotado

mdico americano que passou boa parte da vida interessado em melhorar as condies de seus

pacientes, na maioria marinheiros sofrendo de febre amarela, que eram tratados em seu hospital.

Gorrie, nascido em Charleston, Carolina do Sul, em 1803, tinha se mudado aos 30 anos para a

cidade porturia de Apalachicola, Flrida, conhecida por seu clima extremamente quente e mido. A

partir de 1838, ele teve a idia de pendurar sacos de gelo nas salas do hospital, para tornar mais

ameno o ar que seus pacientes respiravam (REVISTA SUPER INTERESSANTE, n.15, 1988).

Conseguir gelo em quantidade suficiente e durante todo o ano era uma tarefa difcil de ser

cumprida pela dificuldade de armazenamento. Alguns comerciantes da poca tentavam conservar em

silos isolados com serragem, o gelo de lagos e rios congelados durante o inverno, para poder vend-

lo durante o vero nas cidades mais quentes. Mas alm da distribuio ser irregular, as quantidades

disponveis eram insuficientes diante das necessidades de consumo. Outro ponto desfavorvel deste

comrcio era o preo exageradamente alto pago pelo gelo, que custava prximo de trs dlares ao

quilograma. Diante desta situao, em 1850 Gorrie resolve utilizar seus conhecimentos fsicos para

construir uma mquina a vapor que seria capaz de produzir o frio artificial e, por consequncia, gelo.

A mquina de Gorrie consistia em um pisto que se movimentava dentro de um cilindro. O

pisto comprimia e expandia alternadamente vapor de gua, que por sua vez roubava calor do meio

externo, onde estava um recipiente contendo a mistura de gua e sal, passando do estado lquido ao

gasoso. Quando a gua salgada parava de ceder calor ao vapor, ambos se resfriavam, e este ento

era liberado no ambiente. Neste ponto, a gua salgada era utilizada para solidificar uma nova

quantidade de gua doce, produzindo gelo. Assim, de uma s vez Gorrie tinha inventado o

condicionador de ar e a geladeira.

Sua engenhoca gerou o primeiro aparelho de refrigerao comercialmente vivel do mundo.

A apresentao de seu invento ao pblico ocorreu no dia 14 de julho de 1850, dia em que os

franceses comemoram a queda da Bastilha. Todos os anos neste dia, o Cnsul da Frana dava uma

grande festa em Apalachicola, sempre regado com muito Champanhe francs. Mas, ao contrrio dos

anos anteriores, nem um navio trazendo gelo para a festa chegou cidade, e o cnsul estava um

tanto frustrado em ter que servir a bebida morna. Foi ento que Gorrie e mais quatro empregados

entraram no salo levando bandejas de prata com tijolos de gelo para brindarem juntamente com os

convidados.

A mquina de Gorrie, da qual obteve a patente, forneceu o mecanismo de funcionamento

que at hoje utilizamos em nossos refrigeradores, com a diferena essencial de que, com o advento

da eletricidade, o sistema deixou de ser movido por uma mquina a vapor, substituda pelo motor

eltrico. Mas, o impressionante invento e a magnfica apresentao no foram suficientes para que os

bancos da poca financiassem a Gorrie, a construo de uma fbrica, para produzir uma mquina

TEXTO DE APOIO AO PROFESSOR DE FSICA IF UFRGS POGLIA, R. & STEFFANI, M. H., v. 24, n.1, 2013

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capaz de fabricar uma tonelada de gelo ao custo de dois dlares em qualquer parte do mundo, como

afirmava Gorrie, que morreu em 1855, pobre e desacreditado, pouco antes de ver seu sistema se

espalhar pelo mundo.

As primeiras utilizaes da mquina de Gorrie foram em 1880 em navios mercantes da

Inglaterra que, nesta poca, estava mergulhada numa grave crise de abastecimento, tendo que

substituir por carne o carregamento normal de sebo e l de carneiro provenientes da Austrlia. Mas,

atravessar quase meio mundo com uma carga perecvel como essa era ainda algo inimaginvel. Em

1879, Thomas Mort e James Harrison, que haviam se instalado na Austrlia para encontrar uma

soluo para o problema, enviam o navio S.S. Norfolk, com 20 toneladas de carne resfriada com uma

mistura de gua e sal. A carga, porm, no suportou a longa trajetria e chega deteriorada

Inglaterra. Somente um ano depois, quando o sistema de Gorrie foi utilizado a bordo do S.S.

Strathleven, este pde aportar em Londres com a carga em boas condies.

No final do sculo XIX, o "gelo artificial", como era conhecido, se tornou comum por toda a

Europa, e passou a ser utilizado nas mais diversas atividades da indstria. Na Alemanha, o cervejeiro

Gabriel Seld Mayr, dono da renomada Spaetenbrau de Munique, encomendou ao amigo e talentoso

engenheiro alemo Carl Von Linde, uma mquina refrigeradora que permitisse a fabricao da

cerveja o ano inteiro e no s nos meses de inverno, pois o processo adotado exigia semanas de

fermentao a temperaturas prximas a zero grau Celsius. Von Linde aperfeioou a inveno de

Gorrie e substituiu o vapor de gua por amnia. No novo processo, quando o gs comprimido,

torna-se lquido, sendo ento forado a circular por um condensador, que nas geladeiras modernas

forma uma grade preta localizada na parte de trs, onde cede o calor absorvido na expanso.

Circulando pelo sistema, a amnia atravessa uma vlvula de evaporao, como as que

existem nos dispositivos sprays, que diminui a presso exercida e faz com que ela passe novamente

para o estado gasoso. Nesse momento, as molculas de amnia em expanso precisam de mais

calor para se movimentar num espao maior. O calor obtido do compartimento interno da geladeira,

que assim acaba por resfriar-se. O vapor chega ento ao compressor e o processo recomea. A

utilizao da amnia possibilitou uma reduo significativa no tamanho dos sistemas, possibilitando e

facilitando a construo de refrigeradores domsticos.

Figura 01: Geladeira domstica.


9

O sistema de Von Linde, ainda hoje o mais utilizado, embora a amnia tenha sido

substituda na dcada de 1920 pelo composto clorofluorcarbono (CFC), que tem o mesmo

rendimento, no txico para o homem, mas descobriu-se h pouco tempo que destri a camada de

oznio que protege a Terra dos raios solares ultravioleta. Ainda neste perodo surgiram as famosas

geladeiras a querosene. O combustvel aquecia uma mistura de gua com amnia. Essa se

desprendia, sendo forada, em estado gasoso, a passar por uma serpentina, num processo

semelhante ao anterior. Da evoluo da geladeira, surgiram os freezers, que mantm o alimento

congelado a temperaturas inferiores a -18C.

Evaporador

Condensador

Compressor

Figura 02: Sistema de refrigerao de uma geladeira.

No Brasil, os pioneiros da refrigerao foram Guilherme Holderegger e Rudolf Stutzer que,

no ano de 1947 em uma pequena oficina na cidade de Brusque em Santa Catarina, construram o

primeiro aparelho movido a querosene. De 1947 a 1950, tinham fabricado, na oficina em Brusque 31

aparelhos, quando ento surge um novo personagem, Wittich Freitag, um comerciante bem sucedido

da cidade de Joinville, que convence os dois a montarem uma fbrica. Fechada a sociedade, em 15

de julho de 1950 entra em operao a Consul, primeira fbrica de refrigeradores do Brasil, na cidade

de Joinville.

Figura 03: Sistema de refrigerao por absoro de geladeira a querosene da empresa

Consul da dcada de 1960.


10

As geladeiras a fogo como so conhecidas, utilizam amnia como meio de resfriamento e

possuem cinco partes principais: o gerador, gerando gs de amnia; o separador, separando o gs

de amnia da gua; o condensador, onde o gs de amnia quente resfriado e condensado para

criar amnia lquida; o vaporizador, onde a amnia lquida evapora para criar baixas temperaturas

dentro da geladeira e o absorvedor, que absorve o gs de amnia da gua.

A utilizao de querosene ou gs de cozinha como fonte primria de energia, em que uma

chama a fonte de calor, permitiu a produo do frio e o funcionamento de refrigeradores, em uma

poca onde a eletricidade no fazia parte da maioria das residncias.

Questionrio:

Com base no texto acima apresentado, busque pesquisar, discutir e questionar,

colegas e professor sobre as questes propostas para a aula.

1. A criao dos sistemas mecnicos de refrigerao deu-se preferencialmente pela

necessidade da conservao de alimentos por um perodo maior do que naturalmente ocorre. Como

o frio ajuda na conservao de alimentos como carne, leite e frutas?

2. Como podemos explicar o fato da gua salgada permanecer lquida a temperaturas

de at -21C, a ponto desta mistura ter sido utiliz ada como fluido refrigerante nos primeiros

refrigeradores?

3. No texto fala-se da mudana do estado fsico do fluido refrigerante em funo da

alterao da presso a que est submetido. Como se explica o fato da variao da presso poder

alterar o estado fsico de uma substncia?

4. Como podemos definir os conceitos fsicos de calor e temperatura, e que relao

existe entre eles?

5. No contexto histrico da evoluo dos refrigeradores, observamos uma alterao nas

fontes de energia utilizadas para o funcionamento dos mesmos ao longo do tempo. Com relao ao

uso destas fontes energticas, aponte aspectos positivos e negativos da substituio das geladeiras

que operam com calor proveniente de uma chama e das que utilizam eletricidade.

6. Que diferenas existem entre uma determinada temperatura e a sensao trmica de

quente e frio?

7. Quais as escalas termomtricas mais utilizadas no mundo e que relao de

equivalncia existe entre elas?

8. Um dos grandes problemas da manuteno do frio em ambientes fechados est no

fato de evitar a transmisso de calor. Que caractersticas devem apresentar os materiais utilizados no

isolamento trmico de um sistema refrigerado?

2. Isolamento trmico e controle de temperatura.

Um isolante trmico qualquer material que, localizado entre dois ambientes a

temperaturas diferentes, retarda de maneira considervel a transferncia de calor do ambiente mais

quente para o mais frio.

Na refrigerao, o isolamento trmico est diretamente relacionado com a eficincia do

sistema e, por sua vez, com a economia de energia. A utilizao de materiais com baixa

condutividade trmica, pouca densidade, boa resistncia mecnica, no inflamvel, baixa

permeabilidade ao vapor de gua, fcil obteno e baixo custo, constituem as caractersticas

observadas na escolha de um bom isolante (SENAI,1997).

A funo do isolamento trmico dificultar a transferncia de calor do ambiente externo

para o interior do refrigerador. Da a necessidade de se fazer o isolamento trmico com material

poroso, para que o ar atmosfrico retido nos orifcios ou pequenos buracos do material isolante

dificulte a transferncia de calor. Nesta condio, dizemos que o ar mau transmissor de calor, por

apresentar baixa condutividade trmica.

O isolante nos refrigeradores est posicionado entre o gabinete externo e o interno. E

geralmente constitudo de l de vidro, l de rocha ou poliuretano expandido. Normalmente usa-se l

de vidro ou l de rocha quando a caixa interna de chapa esmaltada. J o poliuretano expandido

usado em caixas internas formadas de chapas plsticas.

Figura 04: L de vidro Espuma de poliuretano expandido.

Antigamente utilizava-se palha de arroz, cortia, serragem, fibra de madeira aglomerada e

at papelo ondulado como isolante trmico. Hoje na maioria dos aparelhos de refrigerao usa-se o

poliuretano expandido injetado. Este processo permite obter, com camadas de isolante de pequena

espessura, mais rigidez no gabinete, mais espao interno no refrigerador e um isolamento trmico

mais eficiente que no passado.


12

Figura 05: Espuma de poliestireno - Isopor.

Tabela 01: Condutividade trmica de alguns materiais a 27C (NETO, 2010, p.6).

Material Condutividade trmica

Prata 426

Cobre 398

Alumnio 237

Tungstnio 178

Ferro 80

Vidro 0,72 0,86

Gelo 2,0

gua 0,61

Madeira 0,08 a 0,16

L de vidro 0,04

Espuma de poliestireno 0,033

Ar 0,026

Espuma de poliuretano 0,020

Isopor 0,01

Um dos grandes problemas enfrentados pelos isolantes porosos o aparecimento de

umidade no seu interior com o passar do tempo, o que pode reduzir consideravelmente seu poder

isolante. De maneira geral, para cada 1% de concentrao em massa de umidade no isolante sua

condutividade trmica aumenta de 1 a 3% (PIRANI, 2009). Mais ainda, caso o vapor de gua

presente no ar alcance o seu ponto de orvalho no interior do isolante, pode provocar sua

condensao e, na sequncia, um possvel congelamento do isolante.

O principal fator que provoca a penetrao de umidade no interior do isolante deve-se ao

fato da presso na parte interna, prxima s partes frias, ser menor que no exterior do material. Desta

forma, o ar atmosfrico carregado de vapor de gua pela umidade relativa do ar tende a migrar para o


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interior dos orifcios do isolante, de maneira semelhante ao fluxo de calor que ocorre sempre em

sentido descendente.

A umidade relativa do ar a relao entre a umidade absoluta, que significa a quantidade

de vapor de gua existente no ar, e o ponto de saturao, que a quantidade mxima que poderia

haver na mesma temperatura. O valor da umidade relativa do ar expresso em porcentagem indica a

proporo de vapor de gua presente no ar, cujo valor mximo 1% da umidade absoluta para

condies at a temperatura de saturao. Assim, quando a umidade absoluta do ar for de 0,7%,

dizemos que a umidade relativa do ar de 70%.

A determinao do tipo de isolante e sua espessura relacionam-se com a capacidade

frigorfica do aparelho. O clculo leva em considerao a diferena entre a temperatura externa e

interna do refrigerador, rea de superfcie externa, volume interno, tipos de alimentos, frequncia de

abertura da porta e movimentao dos produtos armazenados, condies climticas e outros.

A tabela a seguir, obtida por meio de ensaios, mostra a perda de energia trmica mensal em

kWh em funo da espessura das paredes de uma geladeira com 145cm de altura, 50cm de largura e

40cm de profundidade, rea com troca trmica de 3,01m2, diferena de temperatura entre a parte

interna e externa de 25C e material isolante de co ndutividade trmica de 0,025W/(m.K)

(FURUKAWA, 1999).

Tabela 02: Perda trmica mensal mdia em funo da espessura das paredes de uma geladeira

(FURUKAWA, 1999, p.189).

Espessura das paredes

(cm)

Perda trmica mensal

(Kwh)

2 66,86

2,5 55,13

3 46,90

4 36,12

5 29,37

6 24,74

7 21,38

10 15,18

15 10,24

20 7,72

30 5,18

50 3,12

70 2,23

100 1,57

Um dos dispositivos de controle de temperatura em aparelhos cujo funcionamento est

relacionado com alteraes da temperatura ambiente so os termostatos. Este um dispositivo de

controle automtico de temperatura com vrias aplicaes em aparelhos de refrigerao e


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climatizao. Dependendo do aparelho em que est instalado, cada termostato tem calibragem

especfica. Assim, a calibragem do termostato do refrigerador convencional diferente daquela de um

freezer.

Figura 06: Termostato a gs.

Nas geladeiras ou freezers normalmente o termostato vem instalado do lado direito do

gabinete interno ou no console, na parte externa do refrigerador.

Figura 07: Controle do termostato de uma geladeira.

O princpio de funcionamento do termostato o da contrao e dilatao de um corpo, que

pode ser gs, placa bimetlica ou sensor eletrnico. Neste sentido, ele age como um termmetro,

com a diferena de que o termostato no um simples instrumento de medida de temperatura, mas

um equipamento mais complexo.

Alm de ser sensvel s variaes de temperatura, capaz tambm de ligar e desligar

automaticamente o circuito eltrico do aparelho, conforme a variao da temperatura no ponto em

que a extremidade do bulbo est em contato com o evaporador. Deste modo, garante a manuteno

da temperatura adequada no refrigerador.

Como ocorre com o termmetro, a extremidade do bulbo constitui a parte sensvel do

termostato, pois nele se concentra o elemento que se expande ou se contrai de acordo com a

variao de temperatura. Por essa razo, esta parte sensvel deve ser instalada de maneira que fique

em contato com o congelador que a parte fria do sistema.

Assim, quando a temperatura do compartimento refrigerado sobe acima da temperatura

adequada, a dilatao trmica fora o termostato ligar o compressor. Este, por sua vez, permanece

ligado at que a temperatura do compartimento refrigerado atinja o valor da regulagem do termostato

quando este, ento, desliga o sistema.

Para exemplificar, vamos considerar um termostato programado para atuar numa faixa de

3C a - l2C. Neste caso, quando a temperatura do congelador atinge 3C, atravs do bulbo que est


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no evaporador ele liga o compressor e quando a temperatura do congelador alcana - l2C ele desliga

o circuito eltrico, parando o compressor.

Questionrio:



1. Na refrigerao, a condutividade trmica dos materiais utilizados na fabricao dos

sistemas representa um dos fatores mais importantes a ser observado em funo da sua eficincia.

Destaque como bons e maus condutores trmicos podem contribuir para o bom funcionamento de um

refrigerador.

2. Explique por que a eficincia energtica dos refrigeradores e, por sua vez, o consumo

de eletricidade, dependem diretamente da condutividade trmica dos materiais utilizados na sua

fabricao?

3. No congelador das geladeiras comum a formao de gelo, que deve ser removido

periodicamente por impedir a transferncia de calor do ambiente interno para o fluido refrigerante.

Como explicar o fato que este gelo funciona como um isolante trmico?

4. Explique quais as formas que o calor pode ser transferido de um corpo para outro?

5. Em que situaes podemos perceber a existncia de diferena na capacidade de

transmisso de calor de um material para outro?

6. A presena de vapor de gua no isolamento trmico de um refrigerador diminui

sensivelmente sua capacidade de isolamento. Por que a presena de umidade no interior dos

isolantes diminui ou destri os isolantes trmicos e como o vapor de gua consegue penetrar nas

camadas mais internas do isolante?

7. Nas geladeiras e freezers o que que faz com que eles liguem e desligue sozinhos?

8. Os termostatos so os dispositivos de controle de temperatura nos refrigeradores,

que por meio de lmina bimetlica ou pela expanso e contrao de um gs, aciona um interruptor,

ligando ou desligando o compressor. O que ocorre em nvel molecular que provoca a dilatao ou

contrao trmica dos materiais quando submetidos variao de temperatura?

9. Que fatores interferem na dilatao trmica de um material?

10. Comente sobre o que ocorre com a densidade da grande maioria dos materiais

medida que sua temperatura aumenta?


16

3. Compressor

O compressor um dos principais componentes do sistema bsico de refrigerao e

responsvel pela suco e compresso do fluido refrigerante, possibilitando a sua circulao, por

toda a unidade selada a fim de promover a refrigerao.

Os compressores ou motocompressores, geralmente, esto localizados na parte inferior

traseira dos equipamentos e apresentam o formato de um balo preto, onde esto ligados aos

demais componentes por meio de passadores com tubos.

Filtro e

capilar

Fonte quente Fonte fria

Compressor

Alta presso Baixa presso

Figura 08: Representao do ciclo de um refrigerador.

Basicamente, os compressores hermticos so constitudos de trs partes distintas, que

so: uma carcaa de ao estampado, um sistema mecnico ou compressor propriamente dito e um

sistema eltrico que compreende um motor eltrico e vrios dispositivos (SENAI, 1997).

Figura 09: Compressor de geladeira.

A carcaa o invlucro em que o compressor se encontra embalado e apresenta em sua

parte inferior uma base de fixao com amortecedores de borracha que minimizam a vibrao

durante o funcionamento.

O sistema mecnico corresponde ao compressor propriamente dito formado por um

conjunto de componentes cuja funo promover a aspirao e compresso do fluido refrigerante em

forma de vapor. Nos compressores hermticos, que so os que compem os refrigeradores

domsticos, este sistema formado por: cilindro; pisto; cruzeta ou biela; eixo excntrico; placa de


18

vlvulas; vlvulas; cabeote e passadores de tubos. Tudo isso suspenso por molas presas no interior

da carcaa e lubrificado por leo a fim de minimizar o atrito, reduzindo o aquecimento e o desgaste

prematuro do conjunto.

Os leos lubrificantes utilizados na refrigerao apresentam algumas caractersticas

especiais como viscosidade estvel em relao a alteraes de temperatura. O leo deve ter uma

caracterstica que permite a ele, quando submetido a altas temperaturas, que no afine demais

diminuindo a camada protetora; ou que se torne pastoso quando submetido a baixas temperaturas.

Os leos devem ter reduzida decomposio atravs das altas temperaturas de trabalho, o

que evita a carbonizao do leo, cujos resduos podem provocar a obstruo do sistema e

principalmente das placas de vlvulas. Da mesma forma, quando submetidos a baixas temperaturas

no devem apresentar floculao da cera contida em sua composio o que, em se depositando no

evaporador, reduz a transferncia de calor.

Pisto

Cilindro

Dutos das

vlvulas

Motor eltrico

Figura 10: Viso interna do motocompressor.

Outro aspecto relevante refere-se ao teor de umidade presente no leo, o qual deve ser o

mnimo possvel, a fim de evitar formao de sedimentos, cidos ou mesmo congelamento da

umidade no interior do sistema.

O pisto, o cilindro e a biela ou cruzeta formam uma pea nica. Quando em

funcionamento, o pisto se movimenta alternadamente para frente e para trs, realizando a suco e

compresso do fluido refrigerante gasoso. O movimento do conjunto realizado por um eixo

excntrico acoplado ao rotor de um motor eltrico.

Suco Compresso

Figura 11: Representao do funcionamento do compressor.


19

No cabeote est localizada a placa de vlvulas que apresenta duas divises: a admisso,

que realiza o controle da suco destinada entrada do fluido refrigerante que vem do evaporador e

a de descarga, que realiza a compresso em direo ao condensador. Assim, quando o pisto

comprime o fluido em forma de vapor, a vlvula de suco fecha e a de descarga abre. Na suco

ocorre o movimento inverso, a vlvula de descarga fecha e a de suco abre.

Figura 12: Vlvulas de suco e descarga.

Os vdeos cujos endereos: www.youtube.com/watch?v=ZqPyMTpQYZY&NR=1m;

www.youtube.com/watch?v=nA-XbfxqgRo&feature=related demonstram o funcionamento de um

motocompressor de uma geladeira domstica.

Do lado de fora da carcaa, esto localizados os passadores de tubos, cujo nmero varia de

acordo com o modelo do compressor. Nestes esto conectados e soldados os tubos que permitem a

entrada e a sada do fluido refrigerante, alm de permitirem a conexo de bomba de vcuo ou a

recarga de fluido refrigerante.

Figura 13: Compressor de geladeira aberto.

O sistema eltrico tem a funo de colocar o compressor em movimento, mantendo-o

funcionando em condies adequadas. Este sistema constitudo de um motor eltrico, capacitor de

partida, rel de partida e protetor trmico.

O rel de partida um dispositivo eletromagntico que liga e desliga o enrolamento auxiliar

do motor, responsvel por aumentar o torque inicial do motocompressor cuja energia eltrica extra

fornecida pelo capacitor de partida.

Compresso

Suspenso

Carcaa

Motor eltrico

Suco

Pisto

Vlvulas


20

Figura 14: Rel e capacitor de partida.

O compressor o elemento do sistema termodinmico que realiza trabalho sobre o gs

refrigerante, forando-o a realizar as trocas trmicas entre o meio refrigerado e o ambiente externo. O

ciclo de funcionamento pode ser descrito por aproximao em duas transformaes adiabticas e

duas isotrmicas.

O movimento de compresso sobre o refrigerante pode ser considerado uma transformao

adiabtica devido rapidez com que ocorre. Desta forma, o trabalho realizado pelo compressor

equivale variao da energia interna, uma vez que no h trocas de calor com o ambiente (GREF,

1998).

O ciclo terico de funcionamento de um sistema de refrigerao pode ser descrito por

quatro momentos:

O movimento de compresso do pisto sobre o refrigerante, proveniente do evaporador,

produz neste, uma transformao aproximadamente adiabtica, absorvendo um trabalho mecnico e

comprimindo o fluido at atingir a presso de condensao. Ao sair do compressor com temperatura

superior a de condensao, o vapor superaquecido transferido para o condensador.

P

2

1

V

Grfico 01: Diagrama presso x volume.

Ao entrar no condensador, o refrigerante vaporizado e superaquecido oriundo do

compressor, rejeita calor para o ambiente externo do refrigerador (fonte quente), atingindo

isobaricamente a temperatura de saturao e a posterior condensao do fluido.


21

P

3 2

V


Saindo do condensador, o fluido liquefeito forado a passar pelo estrangulamento do tubo

capilar ou vlvula de expanso, chegando ao evaporador; ali o vapor condensado expandido

bruscamente, diminuindo a presso a que estava submetido.

P

3

4

V


No evaporador, o lquido frigorgeno j parcialmente vaporizado na vlvula de expanso

sofre sua total vaporizao, absorvendo calor da parte interna do refrigerador (fonte fria). Ao ser

sugado pelo compressor o refrigerante a baixa presso fecha o ciclo termodinmico.

P

4 1

V



22

Questionrio:



1. O compressor o componente do sistema de refrigerao que realiza trabalho sobre

o fluido refrigerante, forando-o a circular por todo o sistema. Qual a origem da energia transferida ao

fluido pelo compressor?

2. Os refrigeradores so mquinas trmicas semelhantes aos motores dos automveis

ou caminhes. Que diferenas podem perceber entre o sistema termodinmico que permite o

funcionamento dos carros e o que utilizado nos refrigeradores?

3. Durante o funcionamento do compressor possvel perceber que este se aquece em

funo do atrito dos componentes internos e a resistncia eltrica dos elementos do motor. Como

esta energia dissipada na forma de calor interfere na eficincia energtica do sistema termodinmico?

4. Dentre as transformaes que os gases podem sofrer, comente sobre as

caractersticas das transformaes isotrmicas, isobricas e isomtricas.

5. Levando em considerao a transformao gasosa ocorrida durante a compresso

adiabtica, esboce os grficos de presso x volume e presso x temperatura.

6. No interior do compressor hermtico existe leo lubrificante que responsvel por

reduzir o atrito dos componentes internos. Como a utilizao deste lubrificante reduz o consumo de

eletricidade e aumenta a durabilidade do compressor?

7. Durante a compresso adiabtica o refrigerante sob alta presso sofre um aumento

de temperatura, sendo transferido para o condensador onde rejeita calor ao ambiente. Processo

inverso ocorre na suco, onde o refrigerante resfriado tragado a baixa presso. Que relao pode

ser estabelecida entre a compresso e a expanso adiabtica, com a variao da energia interna do

fluido refrigerante?

8. Nas leituras de presso ao longo do sistema de refrigerao so utilizados

manmetros de alta e baixa presso. Como funcionam estes dispositivos e que unidades de medida

geralmente so empregadas nestas leituras?

9. Na refrigerao comum utilizarmos diferentes unidades de medida de calor como,

calorias, joules e BTUs. Pesquise e comente sobre o significado de cada uma delas e a sua relao

de equivalncia.

4. Condensador

O condensador tem por finalidade esfriar e condensar o vapor superaquecido, proveniente

da compresso. Esta operao feita transferindo calor do fluido refrigerante aquecido, para o

ambiente externo do refrigerador (fonte quente), usando-se para isto uma corrente de ar (COSTA,

1982).

A estrutura fsica do condensador planejada e dimensionada com a finalidade de facilitar a

transferncia de calor e a mudana de estado fsico do refrigerante. So construdos em ao

cobreado ou alumnio, e curvados em forma de serpentina fixada a chapas de ao ou aletas, que

aumenta a rea de troca de calor.

Entrada

Aletas

Sada

Figura 15: Condensador de geladeira domstica.

Nos refrigeradores ou resfriadores, o condensador geralmente se localiza na parte externa

traseira do gabinete. Em alguns modelos, apresenta-se incorporado ao gabinete, localizando-se entre

a chapa externa e a placa de isolamento trmico. Em outros, ainda, o condensador se encontra

embutido na parte inferior do refrigerador. Independente da sua localizao, a funo do condensador

sempre a mesma, efetuar a mudana de fase do refrigerante, fazendo com que passe de vapor

para lquido.

Tabela 03: Parmetros de projeto e operacionais sobre as caractersticas da serpentina e a capacidade de refrigerao (JABARDO e STOECKER, 2002, p.131).

Parmetros aumentados Capacidade de Refrigerao

rea de face Aumenta

Nde fileiras Aumenta

Espaamento entre aletas Aumenta

Vazo de ar Aumenta

Temperatura do refrigerante Diminui

Para que o refrigerante passe de vapor para lquido, o condensador necessita de um meio

de resfriamento que permita a transferncia de calor do refrigerante superaquecido. Em geral, o meio

utilizado para que o resfriamento ocorra o ar. Uma corrente de ar movida por conveco natural ou


24

forada por um ventilador atravessa o condensador por diferena de presso e densidade, resfriando

e condensando o refrigerante.

Tabela 04: Temperatura de fuso e ebulio de alguns refrigerantes a presso atmosfrica normal (JABARDO e STOECKER, 2002, p.277).

Refrigerantes Temperatura de ebulio

(C) Temperatura de fuso

(C)

R-11 23,8 -111

R-12 -29.8 -158

R-13 -81,4 -181

R-22 -40,8 -160

R-32 -51,7 -136

R-123 27,9 -107

R-125 -48,6 -103

R-134 -26,2 -96,6

R-152 -25 -117

O condensador, que trabalha com circulao natural de ar, apresenta uma srie de aletas

ou pequenas lminas de ao, entre as quais passa a tubulao. Essas aletas tm a finalidade de

aumentar a rea de troca de calor do fluido refrigerante com o ar do ambiente. Este, por sua vez,

quando em contato com as paredes mais quentes do condensador, aquecido e, torna-se menos

denso, subindo e dando lugar ao ar frio, mais denso, produzindo dessa maneira, uma circulao

natural e contnua do ar pelo condensador.

Na conveco forada a movimentao do ar ocorre com o auxlio de um ventilador,

forando uma corrente de ar a atravessar as aletas do condensador, acelerando a troca de calor de

uma superfcie para outra.

Figura 16: Condensador de conveco forada.

Os condensadores resfriados por conveco natural em geral so utilizados nos

refrigeradores domsticos, j os que utilizam condensadores que operam com circulao forada,

geralmente so usados na refrigerao comercial e industrial. Essas duas reas da refrigerao

empregam equipamentos com capacidades maiores, exigindo, pois, o emprego de condensadores de

conveco forada.


25

Uma prtica comum entre as donas de casa a utilizao do condensador da geladeira

para secar roupas, aproveitando o calor rejeitado pelo refrigerante superaquecido. Ao depositar a

roupa sobre a serpentina, a conveco do ar fica prejudicada, dificultando a transferncia de calor e

aumentando o tempo de funcionamento do compressor e por sua vez, o consumo de energia e a

ineficincia do sistema.

Ao transferir calor para o exterior do sistema, o fluido em forma de vapor se condensa,

transformando-se em lquido. Em outras palavras, o fluido refrigerante liquefaz-se, liberando calor

sensvel e latente para o ar ambiente. Na forma lquida, o fluido refrigerante por ao da gravidade

desce para a parte inferior do condensador, acumulando-se no ltimo tubo da serpentina. Desta

posio o fluido resfriado forado a seguir para o filtro secador e da para o tubo capilar.

Questionrio:



1. Os condensadores na sua maioria esto fixados verticalmente na parte traseira dos

refrigeradores e pintados de preto. Que fatores explicam o posicionamento e a colorao destes no

que se refere transmisso de calor?

2. Que tcnicas os fabricantes de refrigeradores utilizam para aumentar a taxa de

transmisso de calor entre o fluido refrigerante e o ambiente externo?

3. A liquefao do refrigerante requer a perda de calor sensvel e latente pelo fluido.

Com relao a estas duas formas de calor, como se comporta a temperatura do fluido durante o

resfriamento e a mudana de estado fsico?

4. Que valores a escala Fahrenheit indicaria para a temperatura de fuso e ebulio do

refrigerante R-152a na tabela 04?

5. Uma prtica comum entre a populao est no fato de muitos utilizarem a serpentina

do condensador para secar roupas, aproveitando o calor proveniente do sistema de refrigerao. Que

influncias esta prtica apresenta sobre o consumo de energia eltrica e a eficincia do refrigerador?

6. Que cuidados no posicionamento dos refrigeradores junto a paredes e a limpeza dos

condensadores devem ser observados com a finalidade de melhorar sua eficincia?

7. Qual a explicao para os condensadores serem fabricados em forma de serpentina

e o fluido refrigerante ingressar no condensador pela parte superior da mesma?

8. Qual a diferena entre gs e vapor e o que significa presso de vapor saturado?

9. Quanto ao funcionamento, que semelhanas existem entre uma geladeira e um

condicionador de ar?

10. Um balco frigorfico foi dimensionado para resfriar 300kg de carne bovina de 25C a

5C em duas horas. Sabendo que o calor especfico deste tipo de carne de 0,80cal/gC, determine

a quantidade de calor transferido da carne para o refrigerante durante esse processo.


26

5. Filtro Secador

O filtro secador ou desidratador responsvel por remover a umidade residual do fluido

refrigerante e eliminar qualquer partcula estranha que, eventualmente, tenha permanecido no

sistema, durante o processo de fabricao.

A presena de umidade no fluido refrigerante fator de preocupao em qualquer sistema

de refrigerao. Um dos problemas causados o entupimento do tubo capilar por cristais de gelo

formados pela solidificao da gua ao passar pelas regies frias do sistema.

Outro fenmeno indesejado refere-se ao fato do fluido refrigerante ter contato com o leo

lubrificante utilizado no compressor e a umidade presente poder reagir com o mesmo formando

compostos qumicos como os cidos. Estes por sua vez podem corroer o isolamento dos fios de

cobre do motor eltrico e, em consequncia, provocar curto-circuito e acarretar a queima do motor.

A presena de cidos pode tambm provocar a corroso dos dutos que formam o

condensador e o evaporador, provocando vazamento do fluido refrigerante e a formao de uma

pelcula de resduos sobre as partes mveis do compressor.

Embora inmeros cuidados sejam tomados durante o processo de fabricao a presena de

umidade, mesmo que em pequena quantidade, inevitvel. Como forma de evitar os problemas

decorrentes desta umidade, um filtro secador instalado na linha de lquido entre o condensador e o

tubo capilar na posio vertical com a sada inclinada para baixo o que possibilita uma melhor

filtragem do fluido.

Normalmente, os filtros secadores utilizados em refrigeradores domsticos so fabricados

em formato de tubo cilndrico de cobre ou lato, com duas extremidades de diferentes dimetros. A

entrada maior fica ligada ao condensador e a sada est acondicionada ao estrangulamento do tubo

capilar.

Figura 17: Filtro secador.

A parte interna do filtro secador formada por substncias absorventes de unidade na

forma de granulados, retidos por duas telas de malha fina de nquel cromo ou bronze, localizadas nas


extremidades de entrada e sada. Entre as substncias mais utilizadas como absorventes esto

slica gel, muito presente em embalagens de produtos eletrnicos e o xido de alumnio.

O fluido refrigerante chega ao filtro secador em estado lquido, proveniente do condensador.

A tela metlica, presente na entrada do filtro retm as partculas slidas, provenientes do prprio

processo de fabricao, do desgaste natural das partes moveis ou da corroso qumica do sistema, e

transportadas pelo fluido refrigerante.

Figura 18: Viso interna do filtro secador.

A umidade residual presente no refrigerante fica retida nos granulados da substncia

higroscpica. A gua, por apresentar molculas de tamanho menor que as que compem o fluido

refrigerante, fica retida no granulado devido sua porosidade, j as molculas do fluido refrigerante,

por serem maiores, vo para o tubo capilar.

O filtro secador retm a umidade residual por adsoro, isto , mediante a reteno das

molculas da umidade residual no granulado do absorvente, impedindo dessa forma, a sua circulao

no sistema. A grandeza que representa o dimetro das molculas de gua e o fludo refrigerante

algo da ordem de alguns nanmetros (nm), ou um bilho de vezes menor que um metro.

Quando ocorrer a troca do filtro secador, recomendvel a sua substituio por outro de

maior capacidade porque geralmente as condies em que se efetuam as manutenes no

possibilitam os mesmos controles realizados pelo fabricante quanto a impedir a entrada de umidade.

Outro cuidado importante a no exposio do absorvente ao ar ambiente, pois este ficar saturado

pela umidade a presente e perder completamente sua funo.

Uma prtica empregada para minimizar a presena de umidade no sistema de refrigerao

por ocasio da manuteno do mesmo a realizao de vcuo na tubulao antes de reintroduzir o

refrigerante.

Figura 19: Bomba de vcuo utilizada para retirar o ar atmosfrico e a umidade do sistema derefrigerao durante a manuteno.

28

6. Tubo capilar

O tubo capilar o dispositivo de expanso utilizado na refrigerao domstica e nos

equipamentos de pequeno porte empregados na refrigerao comercial.

Apesar de ser um dispositivo de expanso bastante simples, de custo reduzido e de longa

durabilidade, visto no sofrer quase desgaste, o trabalho que o tubo capilar executa da maior

importncia para o sistema de refrigerao, pois regula a presso e o escoamento do fluido

refrigerante para o evaporador.

Os tubos capilares em geral so utilizados em refrigeradores domsticos de pequeno porte

como geladeiras, freezers e bebedouros de gua, mas tambm em alguns tipos de vitrines de

refrigerao comercial. Localizado entre a sada do condensador e a entrada do evaporador, o capilar

compe-se de um tubo de cobre com um orifcio interno cujo dimetro bastante reduzido, tal qual

um fio de cabelo, fato que d origem ao nome.

Tanto o comprimento quanto o dimetro do tubo capilar so dimensionados de acordo com

as caractersticas do sistema e a finalidade do aparelho de refrigerao em que ser instalado. A

funo do tubo capilar manter uma diferena de presso entre o condensador e o evaporador, por

uma restrio da passagem do fluido, a fim de garantir as mudanas de fase do refrigerante,

proporcionando assim, as trocas de calor entre este e o ambiente interno e externo do refrigerador.

Figura 20: Tubo capilar.

A passagem do fluido refrigerante pelo capilar obedece a duas fases distintas: uma inicial,

na qual o fluido ainda no foi vaporizado e passa mais facilmente atravs do tubo, e a final, na qual

comea a formao de vapor e um aumento da presso de descarga no evaporador.

As especificaes tcnicas do tubo capilar devem estar de acordo com a capacidade do

compressor e a temperatura de evaporao do fluido refrigerante. O comprimento e o dimetro deste

no podem ser calculados com preciso, sendo esses valores obtidos atravs de ensaios de

laboratrios realizados pelos fabricantes. Por essa razo, ao dimensionar ou substituir um tubo

capilar, deve-se entrar em contato com os fabricantes que, em geral, mantm um servio de

atendimento especializado para orientaes dessa natureza.


30

O trabalho dos quatro elementos bsicos do sistema de refrigerao: compressor,

condensador, tubo capilar e evaporador, constituem um ciclo, isto , o funcionamento de um depende

do outro. Por essa razo, importante que funcionem harmoniosamente, visto que o mau

desempenho de um deles vai interferir nos demais e, por consequncia, no prprio sistema de

refrigerao.

Figura 21: Representao do ciclo de refrigerao.

O compressor aspira do evaporador o fluido em forma de vapor em baixa presso e baixa

temperatura. Aps aspirar o fluido, o compressor vai comprimi-lo para o condensador, fazendo com

que a sua presso e a sua temperatura se elevem em relao ao meio ambiente. Com a presso e a

temperatura elevadas, o fluido refrigerante, trocando calor com o ambiente externo que est mais frio,

se condensa. O refrigerante posiciona-se na parte inferior da serpentina que forma o condensador.

Ao sair do condensador, o fluido na fase lquida passa pelo filtro secador, para remoo de

umidade e possveis resduos remanescentes do processo de fabricao, entrando em alta presso e

alta temperatura no tubo capilar.

Saindo do tubo capilar, o refrigerante na forma lquida e com presso elevada entra no

evaporador, que se encontra em baixa presso. Ao expandir, o fluido se ajusta presso do

evaporador, causando a diminuio de sua temperatura, promovendo a absoro de calor da parte

interna do refrigerador. Neste processo ocorre a evaporao do refrigerante que novamente sugado

pelo compressor.

Questionrio:



1. Um dos maiores problemas enfrentados na manuteno de refrigeradores, refere-se

ao fato de, quando da necessidade de abrir o sistema, facilmente a umidade presente no ar entra em

contato com os elementos internos, prejudicando ou impedindo seu funcionamento. Por que a


31

umidade presente no ar definida como umidade relativa do ar e expressa em porcentagem?

2. O uso de materiais dessecantes em embalagens de eletrnicos para reter a umidade

bastante comum. Nos sistemas de refrigerao essas substncias tambm so utilizadas para

retirar a umidade do fluido refrigerante que prejudica o funcionamento do sistema. Explique como as

substncias higroscpicas retm as molculas de gua.

3. As molculas que compem o refrigerante, bem como a gua, apresentam tamanho

da ordem de alguns nanmetros. Pesquise algo existente na natureza que apresente tamanho

semelhante ao dessas molculas.

4. De que forma o tubo capilar estabelece duas regies de diferentes presses entre o

condensador e o evaporador?

5. Na parte final do tubo capilar o refrigerante comea a passar do estado lquido para

vapor, aumentando a presso na sua extremidade de sada. Como explicar o aumento desta presso

de descarga do capilar?

6. Que aparelho utilizado para realizar as leituras de presso ao longo de todo o

circuito de refrigerao?

7. O que ocorre com a energia interna do gs refrigerante ao ceder calor para o ar

atmosfrico no condensador?

8. Como se comporta a temperatura de congelamento e ebulio da gua com a

variao da presso atmosfrica?


32

7. Evaporador

A evaporao o processo de mudana de fase de uma substncia lquida para a fase

gasosa. Nesta passagem, certas quantidades de calor so transferidas a uma substncia,

provocando o aumento da agitao molecular e variaes em sua temperatura.

Fenmenos como o resfriamento de gua em recipientes de barro, a sensao de frio

quando da transpirao do corpo humano diante de uma corrente de ar ou ao passar lcool sobre a

pele, so exemplos de evaporao de lquidos. Pois bem, a evaporao tambm ocorre nos

equipamentos de refrigerao e constitui um dos processos mais importantes do ciclo da refrigerao.

A nica diferena entre a evaporao obtida por meio dos equipamentos de refrigerao e

as observadas no cotidiano, que nos equipamentos de refrigerao a evaporao realizada

mecanicamente e, como tal, um processo controlado, que depende do funcionamento de um

componente que o evaporador, conhecido popularmente como congelador, isto , o local do

refrigerador destinado ao congelamento da gua e dos alimentos.

Nos refrigeradores domsticos, o evaporador constitudo basicamente por duas chapas de

alumnio sobrepostas, estampadas e caldeadas a 500C, curvadas em vrios formatos. Em seu

interior so moldados espaos livres, semelhantes a tubos embutidos, por onde cruza o fluido

refrigerante, passando da fase lquida para a fase gasosa devido baixa presso existente.

Figura 22: Evaporador de geladeira domstica evaporador.

As chapas com a tubulao em zigue-zague estampada, em geral so encontradas na cor

branca ou em alumnio submetido a tratamento anticorrosivo. Nos gabinetes do tipo vertical, o

evaporador se encontra instalado na parte interna superior. Nos gabinetes do tipo horizontal, o

evaporador formado por uma serpentina disposta ao redor do gabinete interno, e compe uma

nica pea. Isto , o evaporador o prprio gabinete interno. Os evaporadores dos refrigeradores

domsticos em geral so fabricados de alumnio, porque um material que possibilita uma boa

condutibilidade trmica.

Ao absorver calor, o evaporador mantm o compartimento do refrigerador numa

temperatura adequada conservao dos alimentos os quais, quando uniformemente distribudos no

interior do gabinete, favorecem a livre movimentao do ar por conveco natural ou forada,

facilitando a troca de calor.


34

O fluido refrigerante, em baixa presso e baixa temperatura, chega ao evaporador por meio

do tubo capilar. Ao chegar ao evaporador, o fluido refrigerante, que se encontra na fase lquida, passa

a circular dentro das tubulaes do evaporador. O ar que circula no interior do gabinete, ao entrar em

contato com a tubulao do evaporador, que est gelada, transfere o calor para a superfcie do

evaporador e, em seguida, para o fluido refrigerante que se encontra, dentro do evaporador, ainda na

fase lquida e em baixa temperatura.

Com a transferncia de calor, o fluido refrigerante entra em ebulio, evaporando-se por

calor latente. Ao evaporar-se, cada molcula do fluido refrigerante leva consigo calor do ar que est

confinado dentro do refrigerador, abaixando, em consequncia, a temperatura do compartimento

interno do refrigerador.

O processo de evaporao contnuo e se repete enquanto o compressor estiver

trabalhando. Dessa forma, o vapor segue pela linha de suco, sendo aspirado pelo compressor e

comprimido no condensador em alta presso e alta temperatura, transferindo para o ambiente

externo o calor adquirido no evaporador e no compressor.

O bom funcionamento do evaporador depende de sua superfcie externa. Por essa razo,

muito importante que a camada de gelo que se acumula sobre essa superfcie no ultrapasse 5mm

de espessura para evitar que o gelo se transforme em isolante trmico, impedindo a troca de calor

entre o ar e a superfcie do evaporador. Para evitar que isso ocorra, importante fazer o degelo

periodicamente.

Figura 23: Congelador de geladeira com excesso de gelo.

Questionrio:



1. A mudana de estado fsico do refrigerante no evaporador (congelador) possibilita a

absoro de grande quantidade de calor da parte interna do refrigerador para sua posterior

transferncia para o ambiente externo. Que tipo de calor absorvido pelo refrigerante durante a

mudana de estado fsico e como se comporta a temperatura das substncias neste processo?


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2. Os evaporadores so construdos em chapas de alumnio sobrepostas, estampadas e

moldadas com espaos livres, semelhantes a tubos embutidos, por onde cruza o fluido refrigerante.

Explique por que importante que o evaporador seja confeccionado com um material bom condutor

trmico?

3. Qual a explicao fsica para o congelador das geladeiras estar localizado na parte

superior interna do gabinete?

4. Ao entrar no evaporador o fluido refrigerante encontra uma regio de baixa presso

que possibilita a sua expanso e posterior evaporao pela absoro de calor do ambiente interno.

Que fatores so responsveis por gerar uma regio de baixa presso no evaporador?

5. Qual a origem do gelo que se forma sobre o evaporador durante o funcionamento dos

refrigeradores?

6. No evaporador ocorre a ebulio (ferve) do refrigerante pela absoro de calor. Como

explicar o fato que, mesmo em ebulio, o fluido refrigerante se mantm em baixa temperatura no

interior do evaporador?

7. O que ocorre com a energia interna do gs refrigerante ao absorver calor no

evaporador?

8. O refrigerante R134a, o mais utilizado em geladeiras na atualidade, apresenta calor

latente de vaporizao de 215,5kJ/Kg e uma densidade de lquido de 1,30kg/l. Qual o volume de

R134a que deve passar pelo congelador de uma geladeira para que 2 litros de gua inicialmente a

20C sejam congelados at -10C?


36

8. Fluido refrigerante

Fluidos frigorgenos, agentes frigorgenos ou simplesmente refrigerantes, como

popularmente chamados, so substncias empregadas como veculos trmicos nos refrigeradores.

Os primeiros refrigerantes utilizados na refrigerao foram amnia (NH3), anidrido carbnico

(CO2), anidrido sulfuroso (SO2) e o cloreto de metila (CH3Cl), sendo que a amnia continua sendo

bastante empregada na refrigerao industrial por ser um excelente refrigerante, porm, altamente

txica, sendo responsvel pela morte de famlias inteiras.

Na segunda dcada do sculo XX, com a finalidade de melhorar a eficincia dos

refrigeradores e a necessidade de atingir temperaturas mais baixas, comeou-se a utilizar como

refrigerante o xido nitroso (N2O), o etano (C2H6) e o prprio propano (C2H8), mesmo com grande

perigo de exploso por ser altamente inflamvel.

O desenvolvimento da indstria frigorgena e de novos equipamentos para atender o uso

domstico, comercial e industrial, forou as pesquisas e o desenvolvimento de novos refrigerantes. A

empresa DuPont lana ento os hidrocarbonetos fluorados da srie metano e etano, conhecidos

como Freons.

O gs Freon faz parte de uma famlia de produtos qumicos conhecidos como

clorofluorcarbonos (CFCs). Esse tipo de gs representou um grande avano nos refrigerantes da

poca de 1930, pois no era considerado txico, corrosivo, inflamvel ou reativo.

Ao longo da dcada de 1980, os CFCs foram aproveitados em uma ampla variedade de

aplicaes, at que diversas evidncias demonstraram que o produto estava contribuindo para os

danos na camada de oznio, que protege a Terra dos raios ultravioleta provenientes do Sol. Em

resposta a este problema, muitas alternativas a estes produtos foram pesquisadas, e os governos de

inmeros pases lanaram iniciativas para que os fabricantes substitussem os produtos que contm

Freon por outras substncias menos poluentes.

A camada de oznio encontra-se a uma altitude de aproximadamente 12.000m da Terra.

Os CFCs devido a sua grande estabilidade, com durabilidade de dezenas de anos, podem migrar

atravs da troposfera para a estratosfera no decorrer do tempo. Quando os CFCs atingem essa

camada intermediria so dissociados por ao de raios ultravioletas, transformando-se em monxido

de cloro e radicais ativos, os quais destroem o oznio, conforme ilustra a figura abaixo:

Figura 24: Representao da ao dos CFCs sobre o oznio.


38

Alm de ser usado como um gs refrigerante em refrigeradores, o Freon tambm foi

empregado em sistemas de ar condicionado, no combate a incndios, e como um agente propulsor

de aerossis.

Em um encontro em Montreal, Canad, em setembro de 1987, sobre substncias que

empobrecem a camada de oznio, firmou-se um tratado internacional em que os pases signatrios

se comprometeram a substituir as substncias que se demonstraram nocivas ao oznio (O3) na parte

superior da estratosfera. Tendo passado por vrias revises, e com grande adeso internacional, foi

considerado por Kofi Annan, Secretrio-geral da Organizao das Naes Unidas entre 1997 e 2001,

como talvez o mais bem sucedido acordo internacional de todos os tempos.

Tabela 05: Potencial de Destruio do Oznio (ODP) e Potencial de Aquecimento do Efeito Estufa (GWP) tendo como referncia o refrigerante CFC-11(JABARDO e

STOECKER, 2002. P.275).

PRODUTO O.D.P. G.W.P.

CFC-11 1,0 1,0

CFC-12 1,0 3,20

HCFC-23 0,05 0,34

HCFC-32 0,0 0,12

HCFC-123 0,02 0,02

HCFC-23 0,0 N/d

HFC-134a 0,0 0,28

HFC-152a 0,0 0,03

HFC-125 0,0 0,84

A partir do acordo de Montreal, as empresas do setor qumico desenvolveram alternativas

mais seguras que os CFCs para uso como refrigerantes. No entanto, um grande volume do produto

qumico ainda est presente em nossos refrigeradores. Aparelhos antigos que contm o Freon

tornam-se um problema ao necessitarem de manuteno ou serem descartados como ferro velho. A

manuteno de sistemas em extino representa um maior custo para o proprietrio em relao aos

atuais, por dificuldades de reposio de componentes e do fluido refrigerante no mais estar presente

no mercado. Outro problema refere-se ao descarte destes aparelhos para reciclagem, onde na

maioria das vezes o refrigerante eliminado no ambiente sem qualquer forma de tratamento,

aumentando a presena destes gases na atmosfera e contribuindo ainda mais para a reduo da

camada de oznio.

A restaurao da camada de oznio ocorre naturalmente, porm de forma lenta, e o ritmo

da destruio atual no permite sua plena restaurao. O Protocolo de Montreal foi firmado pela

maioria dos pases do mundo com o objetivo de, aos poucos, extinguir a produo destas

substncias, atravs da substituio por outras menos nocivas e assim propiciar a gradual

restaurao desta camada.

Os fluidos frigorgenos apresentam algumas caractersticas que devem ser levadas em

considerao por ocasio de sua escolha. Devem ser observados aspectos como: serem

quimicamente inertes em relao aos metais, juntas e lubrificantes; serem miscveis com a gua, a


39

fim de evitar o seu congelamento nas canalizaes; ter baixa viscosidade para minimizar perdas de

carga; exigir baixa compresso para atingir as temperaturas de funcionamento; ter temperatura de

congelamento inferior menor temperatura de funcionamento da instalao; ter pequeno volume

especfico; ter elevado calor latente de vaporizao; no ser inflamvel e txico; serem bastante

estveis com variaes de temperatura; serem de fcil identificao em caso de vazamentos e de

baixo custo.

Questionrio:



1. Que caractersticas deve apresentar o fluido refrigerante para que a mquina

frigorfica tenha um funcionamento mais eficiente e seguro?

2. O uso dos CFCs e a destruio da camada de oznio so questes presentes na

maioria das falas ou leituras que tratam das questes ambientais. Procure explicar como estes gases

em contato com o oznio provocam sua destruio.

3. O tratado de Montreal tido como um acordo bem sucedido e com a adeso da

maioria dos pases do mundo. Como podemos analisar a disparidade entre o tratado de Montreal e as

vrias tentativas tmidas e, muitas vezes, frustrantes de um acordo para a reduo da emisso de gs

carbnico?

4. Um dos cuidados que devemos ter ao descartarmos os refrigeradores antigos para

desmanche est no destino correto do gs Freon presente no sistema. Como poderamos manusear

estes gases, sem liber-lo para o ambiente, reaproveitando-o ou neutralizando seus efeitos na

atmosfera?

5. Que tipo de fluido refrigerante utilizavam as geladeiras a fogo, que queimavam gs ou

querosene?


40

9. Eficincia energtica dos refrigeradores

A eficincia energtica dos refrigeradores representa a relao entre a capacidade

frigorfica, que a quantidade de calor por unidade de tempo retirada do meio que se quer resfriar

atravs do evaporador, e a energia total gasta para isso.

A eficincia dos sistemas de refrigerao pode ser influenciada por muitas variveis, dentre

as quais esto a diferena de temperatura entre condensador e evaporador, eficincia do

compressor, caractersticas do isolante, qualidade da energia eltrica que alimenta os equipamentos,

caractersticas fsicas do gabinete, condies de instalao, modo de armazenamento dos alimentos

e cuidados operacionais do equipamento.

O Ministrio de Minas e Energia estabelece normas referentes eficincia energtica a

serem seguidas pelos fabricantes com o objetivo de reduzir o consumo de energia eltrica. Os nveis

de consumo dos aparelhos so certificados pelo selo PROCEL (Programa Nacional de Conservao

de Energia Eltrica) que, desde 1985, promove a racionalizao da produo e do consumo de

energia eltrica para que se eliminem os desperdcios e se reduzam os custos e os investimentos

setoriais.

O link www.inmetro.gov.br/consumidor/pbeSelo.asp apresenta informaes sobre os selos

de controle e indicao de eficincia energtica.

Nos equipamentos de refrigerao, por trabalharem idealmente em um ciclo inverso ao ciclo

de Carnot, o seu rendimento inversamente proporcional a diferena de temperatura absoluta entre o

condensador, que a fonte quente do sistema, e o evaporador ou congelador, a fonte fria. Embora a

eficincia do ciclo real seja sempre menor que a do ciclo ideal para as mesmas condies de

operao, podemos com o ciclo ideal verificar quais os parmetros que o influenciam, assim como o

grau de influncia de cada um. A eficincia definida como a razo entre energia til, que a

quantidade de calor retirado da fonte fria, e a quantidade de energia gasta pelo compressor para

realizar trabalho sobre o sistema (MARTINELLI, 2003).

Os compressores ou motocompressores so os dispositivos responsveis diretamente pela

transformao parcial da energia eltrica em trabalho sobre o fluido refrigerante. A utilizao de um

motor eltrico com baixas perdas no circuito eltrico e magntico, o uso de um leo lubrificante de

qualidade para reduo do atrito dos componentes mveis, um conjunto compressor de biela e

manivela em substituio aos sistemas excntricos, por apresentarem menor perda por atrito, so

algumas caractersticas procuradas em um sistema mais eficiente.

O isolamento trmico do sistema , sem dvida, o principal fator de influncia na eficincia

dos refrigeradores. Reduzir as perdas de calor pela diferena de temperatura entre a parte interna e

externa do gabinete a funo do isolante, cujas caractersticas de condutividade trmica (tabela 01),

espessura do material, rea de contato, troca de calor e diferena de temperatura determinam o fluxo

de calor entre o ambiente e o interior do refrigerador. Melhorias no isolamento dos refrigeradores, que

na sua maioria utilizam como material poliuretano expandido, poderiam reduzir facilmente em at

20% as perdas de energia (tabela 02). Porm, a preferncia do consumidor por geladeiras de


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pequenas dimenses externamente e um bom espao interno, foram os fabricantes a optarem por

modelos menos eficientes.

A transmisso de calor em materiais slidos foi determinada experimentalmente pelo

francs Jean- Baptiste Fourier (1768 1830), apontando que a quantidade de calor Q que

atravessa um material sob uma diferena de temperatura invarivel, diretamente proporcional

ao coeficiente de condutividade trmica do material K, rea da seo atravessada A,

diferena de temperatura entre as duas regies e o tempo de transmisso t, sendo

inversamente proporcional extenso atravessada ou espessura do material e (TORRES, 2010):

A qualidade da energia eltrica tambm influencia na eficincia dos refrigeradores.

Variaes da voltagem e frequncia na energia eltrica que alimenta o sistema interferem nos

projetos dos motocompressores, permitindo que operem sujeitos a variaes de mais de 15% na

voltagem, ocasionando um acrscimo de at 8% no consumo de energia (FURUKAWA, 1999). Por

outro lado, variaes na frequncia alteram a rotao do motor e a presso sobre o refrigerante,

modificando a capacidade de trocas de calor.

A forma como o gabinete dimensionado tambm interfere na eficincia energtica.

Refrigeradores domsticos posicionados verticalmente ou horizontalmente, projetados para a mesma

carga trmica e volume interno apresentam consumo de energia eltrica diferenciado, especialmente

pela maior rea de troca de calor do gabinete e perda de frio por conveco pela abertura da porta

durante o manuseio. Uma melhoria implementada pela indstria nos congeladores verticais, foi

introduo das protees frontais nas gavetas que dividem o espao interno, diminuindo assim as

trocas gasosas entre o interior e o ambiente externo por ocasio da abertura do refrigerador.

O posicionamento dos refrigeradores em locais inapropriados, que dificultam a ventilao e

as trocas de calor entre o condensador e o ambiente, a proximidade de fontes de calor como fornos,

foges ou locais com muita insolao, podem elevar o consumo de energia em at 20%

(FURUKAWA, 1999).

Alguns cuidados no armazenamento dos alimentos e na operacionalizao do refrigerador

podem contribuir para uma reduo no consumo de energia e aumentar a eficincia de seu

funcionamento. O ingresso dos alimentos em temperatura ambiente, a conservao de lquidos em

recipientes fechados para dificultar a evaporao no interior da geladeira e evitar o acmulo de gelo

sobre o evaporador, a distribuio da carga e a no obstruo das grades que formam as prateleiras,

de modo a facilitar a circulao natural de ar por conveco, a reduo da frequncia de abertura da

porta, degelo peridico do congelador e limpeza do condensador, so atitudes que favorecem o bom

funcionamento do equipamento.

A formao gradual de gelo sobre o evaporador provoca uma reduo na taxa de

transferncia de calor para o interior do refrigerador, ocasionando um aumento no consumo de

energia eltrica. Ao funcionar como um bom isolante trmico, uma camada de gelo de 0,5 cm sobre o

evaporador pode determinar um aumento de consumo de at 25% (FURUKAWA, 1999).

Equipamentos munidos com sistema de degelo automtico reduzem este problema, especialmente


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quando a limpeza peridica no realizada, pois, mesmo utilizando resistncias eltricas para o

degelo, permitem uma reduo final nos gastos com energia eltrica.

Questionrio:



1. Levando em conta o consumo de energia eltrica de uma residncia, qual o percentual

mdio que representam os refrigeradores nesta conta?

2. Os motocompressores monofsicos utilizados em refrigeradores de pequeno porte

sofrem influncias das oscilaes das caractersticas da energia eltrica. Como variaes na

frequncia e voltagem aumentam o consumo de energia e diminuem a eficincia do sistema?

3. Qual a quantidade de calor transferido em uma hora pelas paredes de um refrigerador

com 60cm de largura, 60cm de comprimento e 1,50m de altura, que funciona em um ambiente a

20C e temperatura mdia interna de -1C, cuja espe ssura das paredes de 5cm e a condutividade

do material de 0,025W/m.K?

4. Qual a quantidade energia trmica retirada do gabinete de um refrigerador domstico

com uma eficincia energtica de 1,8 ao consumir, durante um ms, 50kWh de eletricidade?

5. Na hora de definir o local para instalao de um refrigerador domstico, que cuidados

devemos ter?

6. O selo PROCEL presente nos refrigeradores indica a relao de eficincia entre o

consumo de energia eltrica e o calor transferido pelo sistema termodinmico. Que aes poderiam

ser desenvolvidas pela indstria com o intuito de tornar os equipamentos mais eficientes?

7. Um equipamento condicionador de ar deve ser capaz de reduzir de 32C para 22C em

15min a temperatura de uma sala com 15m de comprimento, 6m de largura e 3m de altura. Sabendo

que a taxa de perda trmica pelas paredes de 4kW/h e que a densidade e o calor especfico do ar

so de 1,2kg/m e 0,24cal/gC, respectivamente, determine em kW e Btu/h, a potncia til mnima

que o condicionador de ar precisa desenvolver.

8. Um pequeno frigobar deve ser capaz de resfriar 12 latas de cerveja de 350ml cada, da

temperatura ambiente de 25C at 0C, em 20min. Desprezando as demais cargas trmicas do

interior do refrigerador, determine a quantidade de calor retirado do compartimento interno do frigobar

durante a operao, sabendo que uma lata de cerveja possui 28g de alumnio e 357g de lquido, e

que o calor especfico do alumnio de 0,20cal/gC e o da cerveja 1,02cal/gC.

9.1. Atividade experimental para determinao da eficincia energtica de um refrigerador.

A atividade que segue busca estimar a eficincia energtica de um refrigerador, mais

conhecida como coeficiente de eficcia ou simplesmente COP (Coeficient of performace), que a

relao entre a energia til ou a quantidade de calor retirado da fonte fria, e a energia eltrica

consumida para a obteno do efeito desejado: (Coeficiente de eficcia = quantidade de calor

transferido da fonte fria / energia eltrica consumida pelo sistema para realizar trabalho).


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Para a realizao da atividade necessrio um sistema de refrigerao que, no nosso caso,

a bancada didtica, dois termmetros, gua e cronmetro.

Na bancada didtica o evaporador envolvido por uma caixa de isopor representa a parte

interna de uma geladeira ou freezer. Um termmetro preso caixa indica a temperatura da parte

interna estabelecendo o momento em que o sistema deve ser ligado e desligado.

Nesta atividade as perdas trmicas atravs do isolamento da caixa de isopor e o calor

transferido pela pequena quantidade de ar presente neste reservatrio so desprezados.

Figura 25: Reservatrio de isopor contendo o evaporador imerso em gua e o sensor de temperatura.

Com o sistema em funcionamento esperamos a gua no interior da caixa de isopor atingir

a temperatura de 10C. Neste momento, o sistema r apidamente desligado e a gua do seu interior

substituda por trs litros de gua temperatura ambiente, cujo valor tenha sido previamente

verificado com um termmetro. Feita a troca, o sistema rapidamente ligado e cronometrado o tempo

gasto para a gua atingir novamente a temperatura de 10C.

Figura 26: Leitura da tenso de funcionamento da bancada didtica para simulao da eficincia energtica.

Utilizando a potncia P de funcionamento do sistema fornecida pelo fabricante do

refrigerador de gua que compe a bancada didtica, cujo valor indicado de 154W, e medindo o


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tempo t gasto para resfriar a gua, pode-se determinar, desconsiderando a potncia dissipada pelos

dois termostatos, a energia eltrica E consumida durante o processo: E= P.t.

A quantidade de energia retirada da gua pelo sistema de refrigerao pode ser

determinada pela relao: Q = m.c.T, onde Q a quantidade de calor transferido, T a variao de

temperatura e m e c so, respectivamente, a massa e o calor especfico da gua (c = 1cal/gC).

Com os valores de E e Q assim obtidos, calcula-se o valor do COP da bancada didtica.

Esse valor pode ser comparado com os valores fornecidos pelo selo PROCEL presente em

bebedouros semelhantes aos utilizados para montar a bancada didtica e em outros refrigeradores e

condicionadores de ar. Discutir como e quais fatores interferem na eficincia do sistema como, por

exemplo, a temperatura ambiente e a livre circulao do ar pelo condensador, quais os aspectos que

foram idealizados na realizao do experimento e que outra possvel forma de determinar a potncia

e o consumo de energia eltrica poderia ser adotada tambm uma estratgia de ensino que deve

ser explorada.

Questionrio:



1. Um condicionador de ar do tipo split anuncia em seu selo de eficincia PROCEL a

seguinte especificao: capacidade total de refrigerao 9000 BTU/h; tenso de funcionamento 220 V

e coeficiente de eficincia COP = 3,21. Qual a potncia eltrica total de funcionamento deste

condicionador?

2. Qual o consumo de energia eltrica em kWh de uma cmara fria com capacidade de

refrigerao de trs toneladas de refrigerao (1TR = 12000 BTU/h), durante um dia de

funcionamento?

3. Qual o tempo de funcionamento necessrio para um freezer com potncia nominal de

500 W, resfriar da temperatura ambiente de 25C at 0C, uma quantidade de 150 kg de carne bovina

(calor especfico 0,82 cal/gC), sabendo que o COP do equipamento igual a 2,8?

4. Explique fisicamente por que um equipamento de refrigerao com um COP de valor

mais elevado representa ser energeticamente mais eficiente?


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10. Bibliografia

COSTA, . C. da. Refrigerao. 3.ed. Editora Edgar Blcher LTDA. So Paulo, 1982.

JABARDO, J. M. S; STOECKER,W.F. Refrigerao Industrial. 2.ed. Editora Edgar Blcher LTAD.

So Paulo, 2002. FURUKAWA, H. C. A energia como um tema de estudos no ensino de fsica de nvel mdio: uma abordagem interdisciplinar e contextualizada - um estudo de caso. 1999. 214f. Dissertao (Mestrado - Programa Interunidades de Ps-Graduao em Energias), Universidade de So Paulo. 1999. GREF - Grupo de Reelaborao do Ensino de Fsica. Leituras de Fsica-Fsica trmica. Instituto de

Fsica da USP. 1998. MARTINELLI. L. C. J. Refrigerao. Disponvel em:

. Acesso em 06/07/2011. NETO, C. B. rea tcnica de Refrigerao e Condicionamento de ar - Transferncia de calor. v.1. Parte 2. 2010. Disponvel em: Acesso em 09/07/2011. PIRANI, M. J. Refrigerao e Ar Condicionado Parte I Refrigerao. Disponvel em:

. Acesso em 03/08/2011. Revista Super Interessante n.15, So Paulo, 1988. Disponvel em: . Acesso em 22/03/2011. SENAI. Mecnica de refrigerao - Ensino a distncia. Modulo 2. 2.ed. So Paulo, 1997. TORRES, C.M; FERRRARRO, N. G; SOARES, P. A.T. Fsica Cincia e Tecnologia. v. 2, 2. ed. Moderna. So Paulo, 2010.


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APNDICE A

Montagem da bancada didtica de refrigerao.

Neste apndice esto as informaes a respeito do material e os custos de confeco da bancada

didtica de refrigerao.

Material utilizado na confeco da bancada didtica:

- Um bebedouro com sistema de refrigerao a gs, adquirido como ferro velho em uma

oficina de refrigerao. Estes bebedouros so muito comuns de encontrar abandonados nos

depsitos das prprias escolas;

- Uma caixa de madeira leve com dimenses de 35 cm x 35 cm x 120 cm, aberta em forma de

L, confeccionada em oficina de mveis;

- Lixa, tinta, produtos para tirar a ferrugem e lavagem;

- Fios, flecha, interruptor, parafusos;

- Corte e retirada do reservatrio de gua;

- Sensor digital de temperatura digital, oriundos de termostatos j substitudos por defeito de

funcionamento. Facilmente adquirido por doao em oficina de refrigerao;

- Caixa de isopor com capacidade de cinco litros, facilmente encontrada em supermercados

mercados;

Custo aproximado da bancada didtica de refrigerao: 190 reais.

Figura A.01: Imagem da bancada didtica montada na parte interna da caixa de madeira.

Os valores aqui apresentados representam os custos reais envolvidos na confeco dos materiais

utilizados no desenvolvimento do projeto. Estes valores podem apresentar alteraes quando da tentativa

de reproduo em outros locais e momentos.

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Os demais equipamentos utilizados como termmetros de coluna, manmetros de alta e baixa

presso, multmetros e cronmetro foram obtidos junto ao material de laboratrio do Instituto que se

encontra em depsito at a concluso do Campus.

Figura A.02: Imagem da parte externa da bancada didtica.

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APNDICE B

Montagem do compressor hermtico aberto.

Neste apndice esto as informaes a respeito do material e os custos de confeco da

montagem do compressor hermtico aberto.

Material utilizado na confeco do compressor hermtico aberto:

- Um compressor de geladeira descartado em ferro velho;

- Corte da parte superior da carcaa do compressor;

- Lixa, tinta, parafusos;

- Fio, flecha e interruptor;

Custo total aproximado da montagem aberta do compressor: 40 reais.

Figura B.01: compressor hermtico aberto e montado sobre suporte de madeira

e preparado para aula expositiva.

O compressor adquirido estava em funcionamento em uma geladeira destinada para desmanche e

o seu custo foi apenas o valor de reciclagem. A abertura da carcaa foi realizada com disco de corte de

metal e o leo foi retirado para evitar respingos por ocasio de seu funcionamento aberto para visualizao

dos componentes internos.

O compressor foi fixado sobre um suporte de madeira e ligado rede eltrica por meio de fiao

adaptada e com um interruptor para lig-lo ou deslig-lo, conforme necessidade de uso.

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TEXTOS DE APOIO AO PROFESSOR DE FSICA

Os textos que constam abaixo esto disponveis livremente, em formato pdf no endereo:

http://www.if.ufrgs.br/ppgenfis/mostra_ta.php

n.13 Introduo Mecnica Quntica. Notas de curso Ileana Maria Greca e Victoria Elnecave Herscovitz, 2002.

n.15 O quarto estado da matria Luiz Fernando Ziebell, 2004.

v.16, n.1 Atividades experimentais de Fsica para crianas de 7 a 10 anos de idade Carlos Schroeder, 2005.

v.16, n.2 O microcomputador como instrumento de medida no laboratrio didtico de Fsica Lucia Forgiarini da Silva e Eliane Angela Veit, 2005.

v.16, n.3

Epistemologias do Sculo XX Neusa Teresinha Massoni, 2005.

v.16, n.4 Atividades de Cincias para a 8a srie do Ensino Fundamental: Astronomia, luz e cores Alberto Antonio Mees, Cludia Teresinha Jraige de Andrade e Maria Helena Steffani, 2005.

v.16, n.5 Relatividade: a passagem do enfoque galileano para a viso de Einstein Jeferson Fernando Wolff e Paulo Machado Mors, 2005.

v.16, n.6 Trabalhos trimestrais: pequenos projetos de pesquisa no ensino de Fsica Luiz Andr Mtzenberg, 2005.

v.17, n.1 Circuitos eltricos: novas e velhas tecnologias como facilitadoras de uma aprendizagem significativa no nvel mdio Maria Beatriz dos Santos Almeida Moraes e Rejane Maria Ribeiro-Teixeira, 2006.

v.17, n.2 A estratgia dos projetos didticos no ensino de fsica na educao de jovens e adultos (EJA) Karen Espindola e Marco Antonio Moreira, 2006.

v.17, n.3 Introduo ao conceito de energia Alessandro Bucussi, 2006.

v.17, n.4 Roteiros para atividades experimentais de Fsica para crianas de seis anos de idade Rita Margarete Grala, 2006.

v.17, n.5 Insero de Mecnica Quntica no Ensino M

24 n1 Poglio Steffani

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Transcript of 24 n1 Poglio Steffani