CICLO DE STIRLING

    O motor Stirling é um motor de combustão externa, aperfeiçoado pelo pastor escocês Robert Stirling em 1816, auxiliado pelo seu irmão engenheiro. Eles visavam a substituição do motor a vapor, com o qual o motor stirling tem grande semelhança estrutural e teórica. No início do século XIX, as máquinas a vapor explodiam com muita frequência, em função da precária tecnologia metalúrgica das caldeiras, que se rompiam quando submetidas à alta pressão. Sensibilizados com a dor das famílias dos operários mortos em acidentes, os irmãos Stirling buscaram conceber um mecanismo mais seguro. É referido também como "motor de ar quente", por utilizar os gases atmosféricos como fluido de trabalho.

    Esse ciclo termodinâmico consiste de quatro processos internamente reversíveis em série: consiste em uma expansão isotérmica (processo AB), seguido de resfriamento a volume constante (processo BC), uma compressão isotérmica (processo CD) e um aquecimento a volume constante (processo DA).

    A seguir tem-se um diagrama pV característico do ciclo de Stirling.

    O motor Stirling ganha dos demais na simplicidade, pois consiste apenas de duas câmaras que proporcionam temperaturas diferentes para o resfriamento alternado de um determinado gás. Esse resfriamento alternado provoca uma expansão e contração cíclicas que movimentam os êmbolos ligados a um eixo comum.

    Na teoria o motor de Stirling é uma máquina térmica bastante eficiente. Alguns protótipos construídos nas décadas de 50 e 60 chegaram a índices de eficiência de 45%, superando e muito os motores a gasolina ou diesel que possuem uma eficiência média de 20% a 30%. Dentre asa vantagens desse tipo de motor são desde que ele é pouco poluente, já que a combustão é contínua e não intermitente, o que permite a queima completa e eficiente do combustível. Basta gerar uma diferença de temperatura significativa entre a câmara quente e a fria para produzir trabalho. Porém como desvantagens temos a dificuldade de dar partida no motor e a irregularidade na velocidade do motor.

Veja uma demonstração do ciclo de Stirling:

    Na seqüência temos um tipo de motor Stirling com dois pistões sincronizados:

    Este modelo pode ser construído a partir de materiais do dia-a-dia. Clique aqui e aceite o desafio para a construção de um motor tipo Stirling como o mostrado na animação.

        Conheça os demais ciclos termodinâmicos ou veja como acontecem as transformações termodinâmicas de cada processo.

• Inovação Tecnológica (Óleo de cozinha em motores Diesel), acesso em set/2008.
• MARSHALL BRAIN.  "HowStuffWorks - Como funcionam os motores a diesel".  Publicado em 01 de abril de 2000  (atualizado em 14 de abril de 2008) <http://carros.hsw.uol.com.br/diesel.htm>, acesso em fev/2009.
• Wikipedia (Motor a Diesel), acesso em set/2008.