Questão de Engenharia e Arquitetura

No contexto tecnológico do século XVIII — a era de ouro da primeira Revolução Industrial —, a fornalha era o "coração" energético de uma máquina térmica. Ela era o componente no qual ocorria a conversão de energia química (do combustível) em energia térmica (calor), a qual era posteriormente utilizada em processos internos, sendo convertida parcialmente em trabalho mecânico. Nas máquinas de Newcomen, a fornalha era uma câmara de combustão projetada para alimentar a caldeira. Esta, por sua vez, consistia em um grande recipiente construído com o objetivo de permitir a troca de calor entre a fornalha e a água em seu interior, produzindo geralmente vapor sob altas pressões — o que permite compará-la a uma grande panela de pressão. Suponha que uma fornalha produza uma potência térmica máxima de 40 kW e que 25% deste total sejam transferidos para 2 toneladas de água no interior de uma caldeira, inicialmente a 27 °C. Considerando que todas as trocas de calor da caldeira ocorram apenas com a fornalha, adote o calor específico da água − − como 4 J∙g ∙°C , o calor latente de vaporização da água como 2.160 J/g, a constante de Stefan-Boltzmann como −8 2 5,7 × 10 W/m e o comprimento da onda eletromagnética correspondente à cor vermelha como 700 nm.