Flashcard FC279797
Qual a diferença física entre o calor rejeitado por um motor térmico e a energia dissipada por efeito Joule em um circuito elétrico?
Circuitos Elétricos (Exceto Circuitos c/ Indutores e Capacitores)
CEBRASPE (CESPE) · 2023
Qual a diferença física entre o calor rejeitado por um motor térmico e a energia dissipada por efeito Joule em um circuito elétrico?
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Resposta
O calor rejeitado é perda térmica do ciclo do motor; o efeito Joule é aquecimento nas resistências do circuito — mecanismos e locais distintos.Explicação:
Num motor térmico vale \(Q_1 = W + Q_2\), onde \(Q_2\) é o calor rejeitado ao meio devido à ineficiência do ciclo.
No circuito elétrico, a energia convertida em calor por resistência é dada por \(P_{\text{Joule}}=I^2(R+R')\) (ou, por intervalo de tempo, \(E_{\text{Joule}}=\int P_{\text{Joule}}\,dt\)).
Essas perdas ocorrem em locais diferentes (motor vs fios/ carga) e por mecanismos diferentes; só coincidem numericamente em casos específicos.
Exemplo:
Considere um motor que, por ciclo, recebe \(Q_1=1200\ \mathrm{J}\) e realiza \(W=500\ \mathrm{J}\). Então \(Q_2=1200-500=700\ \mathrm{J}\) é rejeitado ao ambiente.
Agora um circuito conduz corrente \(I=4\ \mathrm{A}\) por uma resistência total \(R+R'=10\ \Omega\).
\(P_{\text{Joule}}=I^2(R+R')=4^2\cdot10=160\ \mathrm{W}\), ou seja, em 1 s \(E_{\text{Joule}}=160\ \mathrm{J}\).
Observa-se que \(Q_2=700\ \mathrm{J}\) (por ciclo) ≠ \(E_{\text{Joule}}=160\ \mathrm{J/s}\); são quantidades distintas.
Veja como foi cobrado:
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