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Diariamente ouvimos falar, ou lemos em algum lugar, as iniciais “hp”, à qual nos referimos simplesmente como “cavalo”. O meu carro tem 120 “cavalos”!! Um carro de fórmula 1 tem mais de 700 “cavalos” de potência! São frases comuns no nosso dia a dia. Mas, o que significam de fato?

 

A abreviatura “hp” vem da expressão “horsepower”, unidade antiga de potência, mas ainda utilizada amplamente nos dias de hoje. No entanto, a unidade de potência utilizada no meio científico é o Watt (W), unidade do Sistema Internacional (SI), instituída em homenagem ao engenheiro James Watt pelo seu trabalho no aprimoramento do motor a vapor. A potência mede a variação de energia em um intervalo de tempo. A potência de um motor nos diz a capacidade que ele tem de “produzir” energia durante um determinado período de tempo. A potência de uma lâmpada nos informa a quantidade de energia que ela “gasta” durante um determinado período de tempo. Quando falamos que usamos uma lâmpada de 100 Watts (100 W) na nossa sala de jantar, estamos dizendo que gastamos 100 Joules a cada segundo quando estamos jantando, ou, que estamos gastando 0.02389 quilocalorias por segundo (kcal/s). Supondo que o jantar dure meia hora e fazendo umas continhas, chegamos à conclusão que a nossa lâmpada teria gasto 43 quilocalorias de energia enquanto estávamos comendo. A nossa lâmpada gastou o equivalente à energia contida em 15 gramas de doce de leite ou em 16 gramas de pão francês!! É bom saber disso antes de reclamar da conta de energia elétrica. 🙂

 

Mas, o que tudo isso têm a ver com cavalos? Hoje em dia, praticamente nada, mas na época de James Watt, praticamente tudo. Naquela época já se conhecia o conceito de potência, mas não existia uma unidade específica para expressar essa grandeza. A história nos conta que James Watt, procurando expandir o uso da máquina a vapor, inventou a unidade “horsepower” que comparava a potência do cavalo, principal fonte de energia para desenvolver trabalho na época, com a potência desenvolvida pela máquina a vapor. Para alguns isso foi uma jogada de marketing, pois Watt recebia royalties pela economia de carvão proporcionada pelas novas máquinas a vapor desenvolvidas por ele.

 

Sabemos que:

 

Potência = Energia/Tempo = Trabalho/Tempo = (Força x Distância)/Tempo

 

Também sabendo disso, Watt estimou que um cavalo, trabalhando em uma mina de carvão, era capaz de elevar uma cesta de carvão com 330 libras-força de peso (149.7 kgf), a uma altura de 100 pés (30.48 metros), gastando para isso um tempo de 1 minuto, chamando essa potência de 1 horsepower. Utilizando a fórmula de potência, temos:

 

1 horsepower (hp) = (330 lbf x 100 ft) / 1 min. = 33000 lbf.ft/min

 

A figura abaixo, extraída do site Howstuffworks, ilustra bem a ideia do engenheiro escocês.

 

 

 

 

Para converter horsepower (hp) em Watt (W) deve-se multiplicar o valor em hp por 745,6999. O que equivale a dizer que 1 hp é igual a 745,6999 W.

 

Podemos afirmar, portanto, que o cavalo de James Watt tinha uma potência suficiente para manter acessa mais de 7 lâmpadas de 100 W, da nossa sala de jantar hipotética.

 

A imagem abaixo, extraída do site do NIST, mostra os atuais fatores de conversões para os vários “tipos” de horsepower:

 

 

 

 

No Brasil é comum o uso da unidade “Cavalo-Vapor” (CV). Essa unidade de potência vem do francês “Cheval-Vapeur” e equivale a 735,49875 W – O cavalo francês e um pouco mais fraco do que o cavalo inglês. 🙂