Termodinâmica: Outra vez o aquecimento adiabático

26 de outubro, 2016 às 11:19 | Postado em

Professor Lang, gostaria de fazer uma pergunta que envolve um pouco de contexto histórico. Recentemente li sobre o Conde Rumford, o cientista que primeiro observou a possibilidade de a energia cinética virar energia térmica, derrubando assim o conceito vigente na época, do chamado calórico. Minha pergunta é, no caso por exemplo do experimento de Joule, vemos em livros que o experimento mostra energia cinética virando calor, a minha pergunta na verdade é um detalhe, o certo seria energia cinética virando energia térmica da água e após isso podendo haver a possibilidade de transferência de energia e portanto o calor? Uma pergunta relacionada ainda é a seguinte, vi alguns artigos do senhor, nos quais o senhor menciona que ao esquentar por “atrito” o que acontece é compressão adiabática, e após isso uma troca de calor. Mas como acontece, por exemplo o aumento de temperatura de uma furadeira (a parte que está de fato furando algum material)? Não seria atrito virando energia térmica e após isso troca de calor com o ambiente? Obrigado

A contribuição do conde Rumford para a superação da Teoria do Calórico é mais complexa do que usualmente expresso em livros texto e não entrarei neste tema. Adicionalmente a “concepção dinâmica do calor” antecede os trabalhos de Rumford em muito tempo. A propósito recomendo o artigo do Prof. Alexandre Medeiros, na revista Física na Escola, intitulado Entrevista com o conde Rumford.

Sistemas que trocam energia, modificando então sua ENERGIA INTERNA, podem fazer a troca segundo dois processos distintos: TRABALHO e CALOR. A Primeira Lei da Termodinâmica relaciona quantitativamente a variação da ENERGIA INTERNA de cada sistema com as trocas através dos processos TRABALHO e CALOR. Uma parcela da ENERGIA INTERNA pode ser denominada de ENERGIA TÉRMICA.

No experimento de Joule o calorímetro é adiabático, isto é, impede que o processo de CALOR aconteça entre ele e o entorno (bem como trocas de matéria também estão impossibilitadas). Entretanto o calorímetro, juntamente com o seu conteúdo, absorvem energia pois um TRABALHO é sobre ele realizado, determinando um aumento da sua ENERGIA INTERNA, repercutindo macroscopicamente no aqueciemento, no aumento da temperatura desse sistema. Vide as postagens Medindo o equivalente mecânico do calor e Energia Mecânica e Calor.

Processos nos quais há realização de trabalho sobre ou pelo sistema podem ser aproximados como adiabáticos se acontecerem rapidamente. As transformações adiabáticas com gases, expansão e compressão, estão abordadas em diversas postagens do CREF conforme abaixo.

O esquentar por “atrito” da broca contra a peça a ser perfurada decorre de que TRABALHO é realizado tão rapidamente que a aproximação adiabática é lícita, aumentando então a ENERGIA INTERNA da peça (e da broca) na região de contato entre elas. Esta elevação de temperatura localizada possibilita a seguir o processo de CALOR no qual as regiões mais quentes trocam energia com as partes mais frias.

Sobre transformações adiabáticas com gases vide

GRÁFICOS DAS TRANSFORMAÇÕES GASOSAS ADIABÁTICAS

Dúvida sobre meteoro: causa do aquecimento e razão da interferência com as telecomunicações

Eco-Cooler, o primeiro condicionador de ar ecológico! Será mesmo possível?

Resfriamento do ar que expiramos devido à descompressão adiabática

Expansão do GLP e queda da temperatura

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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