_Hinrichs_Kleinback

38 Energia e Meio Ambiente
Quadro 2.1
PERDAS DE ENERGIA EM UM CARRO
A eficiência global do combustível em automóveis é uma função de dois fatores:
eficiência do motor (chamada de eficiência térmica - quanto a energia química do
combustível é convertida em trabalho para mover os pistões) e eficiência mecânica — a
fração do trabalho realizado pelo motor que realmente serve para mover o veículo. Isto
inclui perdas aerodinâmicas e perdas por atrito dentro do motor. A eficiência térmica da
gasolina comum (ver Capítulo 4) hoje está por volta de 38%. A eficiência mecânica em
velocidades de cruzeiro é de aproximadamente 50%.
A força líquida sobre um automóvel em movimento é igual à diferença entre a força
fornecida pelo motor e as forças de atrito devidas ao arraste de ar, resistência à rolagem
dos pneus e atrito no interior do motor. Isto pode ser escrito como
Quando um carro se desloca em uma pista nivelada a uma velocidade constante,
F líquida é igual a zero, pois a aceleração é zero.
As perdas por atrito dentro do motor são muito menores em baixas velocidades, ao
passo que o arraste de ar aumenta com o quadrado da velocidade, ou seja, o arraste de
ar será quatro vezes maior a 60 mph do que a 30 mph. A figura à esquerda mostra a
economia em milhas por galão, mpg, em função da velocidade do carro. A velocidade
de cruzeiro mais eficiente é por volta de 40 mph. A economia de combustível cai em
velocidades mais altas devido ao arraste de ar.
Aproximadamente dois terços de todo o uso de petróleo dos Estados Unidos é
para transporte (ver Figura 6.6). A eficiência de combustível dos novos carros
cresceu constantemente durante os anos 80 e se estabilizou ao longo dos anos 90
(ver Tabela 2.3). Porém, a quantidade total de petróleo utilizado em transporte tem
aumentado, pois há mais carros e mais milhas viajadas por carro do que no passado.
(a) Consumo de gasolina em função da velocidade de um carro. (INSURANCE INSTITUTE FOR HIGHWAY
SAFETY); (b) Perdas de energia em um carro (média ponderada de vendas) em velocidades de
cruzeiro (a eficiência do motor não está incluída). (ANNUALREVIEWOFENERGY,VOL. 19