Transformação de energia mecânica em energia interna

MECÂNICA CLÁSSICA /

Prof. Alberto Ricardo Präss

O que é ENERGIA?

Sem dúvida nenhuma energia é o termo técnico, originário da Física, mais empregado em nossa vida cotidiana.

Energia é um conceito muito abrangente e, por isso mesmo, muito abstrato e difícil de ser definido com poucas palavras de um modo preciso. Usando apenas a experiência do nosso cotidiano, poderíamos conceituar energia como "algo que é capaz de originar mudanças no mundo". A queda de uma folha. A correnteza de um rio. A rachadura em uma parede. O vôo de um inseto. A remoção de uma colina. A construção de uma represa. Em todos esses casos, e em uma infinidade de outros que você pode imaginar, a interveniência da energia é um requisito comum.

Muitos livros definem energia como "capacidade de realizar trabalho". Mas esta é uma definição limitada a uma área restrita: a Mecânica. Um conceito mais completo de energia deve incluir outras áreas (calor, luz, eletricidade, por exemplo). À medida que procuramos abranger áreas da Física no conceito de energia, avolumam-se as dificuldades para se encontrar uma definição concisa e geral.

Mais fácil é descrever aspectos que se relacionam à energia e que, individualmente e como um todo, nos ajudam a ter uma compreensão cada vez melhor do seu significado.

Vejamos, a seguir, alguns aspectos básicos para a compreensão do conceito de energia.

1) A quantidade que chamamos energia pode ocorrer em diversas formas. Energia pode ser transformada, ou convertida, de uma forma em outra (conversão de energia).

Exemplo:

A energia mecânica de uma queda d'água é convertida em energia elétrica a qual, por exemplo, é utilizada para estabilizar a temperatura de um aquário (conversão em calor) aumentando, com isso, a energia interna do sistema em relação à que teria à temperatura ambiente. As moléculas do meio, por sua vez, recebem do aquário energia que causa um aumento em sua energia cinética de rotação e translação.

2) Cada corpo e igualmente cada "sistema" de corpos contém energia. Energia pode ser transferida de um sistema para outro (transferência de energia).

Exemplo:

Um sistema massa/mola é mantido em repouso com a mola distendida. Nestas condições, ele armazena energia potencial. Quando o sistema é solto, ele oscila durante um determinado tempo mas acaba parando. A energia mecânica que o sistema possuía inicialmente acaba transferida para o meio que o circunda (ar) na forma de um aumento da energia cinética de translação e rotação das moléculas do ar.

3) Quando energia é transferida de um sistema para outro, ou quando ela é convertida de uma forma em outra, a quantidade de energia não muda (conservação de energia).

Exemplo:

A energia cinética de um automóvel que pára é igual à soma das diversas formas de energia nas quais ela se converte durante o acionamento do sistema de freios que detém o carro por atrito nas rodas.

4) Na conversão, a energia pode transformar-se em energia de menor qualidade, não aproveitável para o consumo. Por isso, há necessidade de produção de energia apesar da lei de conservação. Dizemos que a energia se degrada (degradação de energia).

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Como podemos transformar energia mecânica em energia térmica?

Quando dois objetos são postos em contato e em movimento com sentidos contrários, entre suas superfícies há atrito. Este atrito faz com que a energia mecânica que está sendo utilizada pelos objetos para se movimentarem não se conserve, pois está sendo transformada em energia térmica (calor) e sonora.

Como é chamado o aparelho que converte energia mecânica em energia elétrica?

Em máquinas elétricas, dínamo é um aparelho que gera corrente contínua (CC), convertendo energia mecânica em elétrica, através de indução eletromagnética.

É possível converter toda energia térmica em energia mecânica justifique?

Segundo tal enunciado, em um ciclo completo, é impossível que uma máquina térmica converta integralmente calor em trabalho mecânico. Tal impossibilidade decorre do fato de que a máquina precisa “perder” parte da energia que absorve para retornar ao estado termodinâmico inicial de seu ciclo de funcionamento.

É possível transformar toda energia em trabalho mecânico em outra forma de energia?

"A energia não pode ser criada nem destruída apenas transformada de uma forma em outra, ou seja, a quantidade de energia total permanece constante". Ocorrem na natureza, várias transformações ou conversões de uma forma de energia em outra.

Como ilustrar a transformação da energia em energia térmica?

• O objetivo do experimento é ilustrar a transformação da energia mecânica em energia térmica. Quando dois objetos são postos em contato e em movimento com sentidos contrários, entre suas superfícies há atrito.

Qual a transferência de energia térmica de um sistema?

• A energia térmica de um sistema pode ser transferida para outros corpos em decorrência de uma diferença de temperatura, nesse caso, chamamos a transferência de energia térmica de calor.

Qual é o conceito de energia térmica?

• O conceito de energia térmica é, portanto, problemático, uma vez que frequentemente é confundido com o conceito de energia interna. Por isso, iremos definir esse último de forma objetiva: energia interna é a forma de energia contida em um sistema por virtude exclusiva de sua temperatura. O ar no interior do balão recebe energia térmica da chama.

Como funciona a energia térmica nas usinas termoelétricas?

• A energia térmica pode ser extraída de corpos aquecidos e transformada em outras formas de energia, como acontece nas usinas termoelétricas. Nesse tipo de usina, a água é aquecida sob altas pressões, quando liberada, transforma-se em vapor de água e a grande energia cinética de suas partículas é usada para movimentar grandes turbinas.

Como a energia mecânica é transformada em energia?

O que é transformação de energia mecânica?

Como ocorre a energia interna?

Quais são as 5 transformações de energia?