Conservação de Energia

10 de outubro, 2013 às 10:16 | Postado em Mecânica, Termologia, termodinâmica

Professor, segundo a lei da conservação de energia, a energia nunca é criada ou perdida, é sempre transformada. Porém, imagine a seguinte situação: uma mola é comprimida de modo que ganhe certa energia potencial.

Depois, ela é colocada de molho, ainda comprimida, em um recipiente com alguma mistura que decomponha o material que a mola é feita, até que ela seja decomposta totalmente. A mola não existe mais e a energia potencial nunca mais poderá se tornar energia cinética.

Onde foi parar a energia potencial?

O Princípio da Conservação da Energia afirma que em um sistema isolado a energia total é constante.

Energia potencial elástica de uma mola pode se converter em outras formas de energia diferentes de energia cinética.

A Lei de Conservação da Energia Mecânica (que não é um PRINCÍPIO mas um TEOREMA da Mecânica) pode ser invocada para tratar de situações mecânicas onde ou não existem forças não conservativas, ou existindo, o trabalho total dessas forças não conservativas é nulo.

Portanto a transformação de energia potencial em cinética é apenas uma das tantas possibilidades de transformação. Nota também que em um oscilador real a energia mecânica acaba desaparecendo, sendo transformada em outras formas de energia graças às forças não conservativas dissipativas.

No caso da mola comprimida e depois dissolvida a energia potencial elástica da mola desaparece, sendo transformada em energia interna da solução que a dissolveu. Ou seja, caso a mola não estivesse comprimida, no final teríamos uma quantidade um pouquinho menor de energia interna no resíduo decomposto. Esta quantidade um pouco menor possivelmente implicaria em uma leve diferença na temperatura final do resíduo decomposto.

Sobre PRINCÍPIOS, LEIS e TEOREMAS: Princípios e Leis em Física

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“Docendo discimus.” (Sêneca)

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Elizeu Beckmann – Prof. Lang, de que forma a energia da mola comprimida se transforma em energia interna da solução?

Fernando Lang da Silveira – Imaginemos que a mola seja liberada antes da dissolução. Ela se expandirá e oscilará um pouco até que toda a energia mecânica desapareça em consequência de efeitos dissipativos.  A energia mecânica foi transformada em energia interna, aquecendo um pouco o sistema. 

Se a mola é dissolvida antes de ser liberada, os mecanismos físico-químicos de dissolução ou reação do material mola com o líquido transformaram a energia potencial elástica em energia interna ao sistema. Na verdade teríamos que ter um modelo detalhado para o processo d dissolução para entendermos como tudo isso acontece. Certamente é mais fácil a compreeensão do processo descrito no parágrafo anterior do que este outro que envolve os processos microscópicos, moleculares, das reações químicas. 

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