Potência e rendimento
Em muitas situações práticas é importante saber a velocidade com que um trabalho pode ser realizado. Por exemplo, numa ultrapassagem, o motorista deve ter certeza de que seu carro conseguirá realizar aquela tarefa sem colocar em risco a vida dos passageiros.
Outro exemplo óbvio pode ilustrar claramente a importância que o intervalo de tempo tem na realização do trabalho: o que é mais rápido, encher uma caixa d´água com um conta-gotas ou com um balde? Ir de São Paulo ao Piauí de carro ou de avião?
Podemos definir potência média (Pm) como sendo o quociente entre o trabalho realizado e o intervalo de tempo gasto. Matematicamente, temos:
No SI, a unidade de potência é o watt (W), em homenagem a James Watt, inventor que aperfeiçoou a máquina a vapor. Então, temos:
Outras unidades de potência como horse-power (HP) e cavalo-vapor (cv) também são utilizadas:
- horse-power (HP): 1 HP = 746 W
- cavalo-vapor (cv): 1 cv = 735 W
A unidade HP foi introduzida por James Watt de maneira bem simplificada, pois ele se preocupava em se fazer entender pelo público leigo. Assim, usou a figura do cavalo para apresentar sua ideia sobre potência: uma máquina de 30 HP corresponde à potência de 30 cavalos ingleses.
Para realizar uma tarefa, toda máquina, todo organismo, precisa de determinada potência, ou seja, determinada quantidade de energia por unidade de tempo. Porém, nem toda a potência requerida é usada na realização da tarefa. Por exemplo, no liquidificador, parte da potência que entra através da rede elétrica é transformada em energia mecânica e a outra parte é dissipada em calor.
Desse modo, toda máquina possui um rendimento (η), que é o quociente entre a potência útil (ou seja, utilizada na realização da tarefa) e a potência total. Por definição temos: