A energia térmica

Forças dissipativas.

Se você lançar um livro escorregando sobre uma mesa, ele gradualmente desacelerará e acabará parado. Para onde foi a energia que ele tinha? A resposta comum “ela transformou-se em calor” não é inteiramente correta.   A energia é transformada em energia térmica que sempre aumenta.

Forças dissipativas

O trabalho da força aplicada mantém a energia mecânica constante (E = K + U), mas a energia térmica está aumentando devido ao trabalho da força de atrito.

A energia cinética total de todos os átomos é o que chamamos de energia cinética microscópica.

Para 500 g de Ferro:

Katomo = 1,1 x 10-20 J    =>   Kmicro = N Katomo = 60 000 J

A energia potencial total correspondente a todas as ligações é a energia potencial microscópica

Umiro = 60 000 J

A energia total é E = 120 000 J é denominada de energia térmica e está relacionada à temperatura dos objetos.

A elevação da temperatura faz com que os átomos se tornem mais velozes e com que as suas ligações sofram maiores deformações, aumentando a energia térmica do sistema.

Energia térmica  (agitação aleatória dos átomos) não é sinônimo de calor (transferência de energia).

A transformação de energia é denotada por K o objeto que desacelera emEterm. Nós sentimos isso como um aumento de temperatura dos dois objetos em contato.

Forças tais como a de atrito ou a de arraste fazem com que a energia cinética macroscópica de um sistema seja “dissipada” em energia térmica. 

Trabalho é energia transferida para um sistema por forças exercidas pela vizinhança.

Sistema:  CAIXA + SUPERFÍCIE

Vizinhança:  CORDA

ΔK + ΔU = Wext + Wnc

             0 = Wext + Wnc   =>  Wnc = -Wext    =>  Wnc = - T  Δs        =>  Wnc = - fc  Δs

ΔEterm =  -Wnc     =>    ΔEterm = fc  Δs