Física: transformação de energia entre as formas mecânicas e térmicas

Video: Física - Energia cinética e energia potencial gravitacional

Termodinâmica é o estudo de como energia térmica (energia térmica) e energia mecânica estão relacionados. É um tópico importante na física, bem como na engenharia. Engenheiros devem empregar princípios termodinâmicos sempre que o calor está envolvido. Isso inclui o projeto de geladeiras, aparelhos de ar condicionado, automóveis, motores a jato, e até computadores.

Video: Física - Trabalho e Energia - Energia Cinética

Uma das ideias mais importantes dentro deste tópico é a primeira lei da termodinâmica, que é uma reafirmação da lei da conservação da energia, com ênfase na ideia de que a energia mecânica e energia térmica pode, de fato, ser transformado em outro. Ele afirma que a mudança na energia de um gás é igual ao montante que o gás é aquecido mais a quantidade de trabalho que é feito em que o gás.

Isso é um bocado, então a primeira lei da termodinâmica é geralmente expressa como uma equação:

Video: Energia Térmica

Δvocê = Q + W

Nesta equação, Δvocê é a mudança na energia interna do gás (não incluindo, por exemplo, a energia devida ao movimento da caixa que contém o gás) e para uma gás ideal é proporcional à mudança da temperatura do gás. Q representa a quantidade do gás é aquecida, e W é a quantidade de trabalho realizado sobre o gás. Se o gás aquece seus arredores (em vez do meio de aquecimento a gás), depois Q é negativa. Da mesma forma, se o gás funciona em seu entorno, em seguida, W é negativa.

Aqui está um exemplo conceitual: Imagine um balão cheio de hélio. O que acontece com a temperatura do balão se você apertá-lo? Quando você apertar um balão, você aplicar forças a superfície daquele balão através de uma distância. Em outras palavras, você trabalha no balão. Desde a primeira lei da termodinâmica, isso significa que você aumentar a energia interna e, assim, a temperatura, dentro do balão. A temperatura do balão, em seguida, diminui de novo como o balão aquece seus arredores (um resultado da segundo lei da termodinâmica).

Este exemplo pode parecer trivial, mas se você entender isso, você está bem em seu caminho para a compreensão da primeira lei da termodinâmica, bem como a termodinâmica em geral. Além disso, este exemplo é semelhante ao que você encontra em tecnologia todos os dias. Ambos os frigoríficos e as unidades de ar condicionado conter compressores que actuam tanto quanto o balão descrito.