_Hinrichs_Kleinback

Cap. 2 Mecânica da Energia
Solução
W = F x d = 150 N x 3 m = 450 J
Trabalho é uma forma de se transferir energia a um corpo. Se empurrarmos um corpo
ladeira acima a partir do repouso, estamos realizando trabalho para lhe fornecer tanto
energia cinética como energia potencial gravitacional. O trabalho foi realizado para auaumentar
a energia mecânica do corpo. Podemos escrever esta afirmação como uma equação
O delta nesta expressão significa "uma variação de". A energia mecânica — energia
cinética mais potencial — do corpo (nosso sistema) aumentou pela quantidade de trabalho
realizado.
Voltemos agora a outras formas de energia. Na seção "Formas de Energia e
Conversões de Energia" vimos que a energia térmica (ET) de um corpo é função de sua
temperatura. ET é a energia interna de um corpo, e é igual à soma de todas as energias microscópicas
das moléculas que compõem tal corpo. Podemos alterar a energia térmica de
um corpo esfregando-o em uma superfície rugosa. Se você movimentar um bloco de
madeira para frente e para trás sobre uma superfície plana, as energias cinética e potencial
são são alteradas (a velocidade permanece aproximadamente constante), mas trabalho foi
realizado. O que ocorre é que a temperatura do bloco está aumentando, de forma que sua
ET está variando. Como resultado, temos que adicionar um termo de energia térmica à
nossa expressão de trabalho:
No parágrafo anterior, se houvesse atrito na ladeira, parte do trabalho realizado sobre o
corpo serviria para aumentar sua energia térmica.
Outra maneira de se transferir energia a um sistema é pela adição de calor. (Isto será discutido
mais detalhadamente no Capítulo 4). O bloco de madeira no parágrafo anterior poderia
ter sua energia térmica aumentada se fosse colocado em contato com um corpo muito
quente: calor irá fluir do corpo quente para o bloco mais frio. Calor é a energia transferida
como resultado da diferença de temperatura entre dois corpos. Notar a diferença entre
calor e energia térmica: um corpo nunca contém calor; um corpo contém energia térmica.
Juntando estas duas idéias, dizemos que a energia térmica de um corpo pode ser altnada
pela realização de trabalho W ou pela adição de calor Q. Nossa equação básica de
energia se torna agora:
Trabalho também pode alterar a energia elétrica ou química de um sistema; portanto,
esses termos também poderiam ser adicionados a esta equação de energia, mas vamos
ignorá-los agora para simplificar.)
Resumindo esta equação, a energia total de um sistema pode ser aumentada pela reação
de trabalho sobre ele ou pela adição de calor. Esta relação é conhecida como a
primeira lei da termodinâmica.
E, Exemplos de Trabalho e Energia
VAMOS agora aproximar os conceitos de energia e trabalho que discutimos até aqui.
Trabalho é realizado pela aplicação de uma força ao longo de uma distância. A realização
de trabalho sobre um corpo lhe fornece mais energia. Inversamente, a energia é a realizar trabalho. Consideremos do