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Flashcard FC279463

O calor gerado por atrito em um corpo pode ser aproveitado para realizar trabalho mecânico?

Termologia

CEBRASPE (CESPE) · 2018

De acordo com o assunto Física: Termologia, responda:

O calor gerado por atrito em um corpo pode ser aproveitado para realizar trabalho mecânico?
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Resposta

Sim. Em princípio o calor pode ser convertido em trabalho por um dispositivo térmico, mas a conversão é limitada pela segunda lei (eficiência de Carnot).

Explicação:
O atrito aumenta a energia interna (calor) do corpo e essa energia térmica pode ser transferida a uma máquina térmica que opere entre uma temperatura alta \(T_h\) e uma baixa \(T_c\).
A eficiência máxima é limitada por \( \eta \le 1 - \dfrac{T_c}{T_h} \), portanto nem todo o calor pode ser convertido em trabalho em um ciclo térmico; parte deve ser rejeitada para o reservatório frio.

Exemplo:
Considere um fluido aquecido por atrito a \(T_h=400\ \text{K}\) e o ambiente a \(T_c=300\ \text{K}\).
\( \eta_{\max}=1-\dfrac{300}{400}=0{,}25\) (25%).
Se \(Q_{\text{in}}=1000\ \text{J}\) do calor gerado, o trabalho máximo é
\( W_{\max}=\eta_{\max}\,Q_{\text{in}}=0{,}25\times1000=250\ \text{J}\),
e o calor rejeitado será \(Q_{\text{rej}}=750\ \text{J}\).





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