Por que o calor contido num sistema nao pode ser convertido completamente em energia mecânica?
Me ajudem, por favor !!!!!
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Resposta:
Energia mecânica é, resumidamente, a capacidade de um corpo produzir trabalho. [1]. Também podemos interpretá-la como a energia que pode ser transferida por meio de uma força. A energia mecânica total de um sistema é a soma da energia cinética, relacionada ao movimento de um corpo, com a energia potencial, relacionada ao armazenamento podendo ser gravitacional ou elástica.[1]
{\displaystyle \ E_{m}=E_{c}+E_{p}}
Se o sistema for conservativo, ou seja, apenas forças conservativas atuam nele, a energia mecânica total conserva-se e é uma constante de movimento [1]. A energia mecânica {\displaystyle E_{m}} que um corpo possui é a soma da sua energia cinética {\displaystyle E_{c}} mais energia potencial {\displaystyle E_{p}}.
Uma força é classificada como sendo conservativa quando um trabalho realizado por ela para movê-lo de um lugar a outro é independente do percurso, isto é, do caminho escolhido. Esclarecendo: para carregar um saco de batatas e transportá-lo morro acima, o caminho escolhido pode ser mais longo, caminhando circularmente ou um caminho mais curto e reto, mas através de uma ladeira íngreme. A força gravitacional é um tipo de força conservativa. Um exemplo de força não conservativa é a força de atrito que também é chamada força dissipativa.
Pela lei da conservação da energia, se um corpo está apenas sob a ação de forças conservativas, a energia mecânica de um corpo ({\displaystyle E_{m}=E_{c}+E_{p}}) se conservará. Isso equivale a dizer que se a energia cinética de um corpo aumenta, a energia potencial deve diminuir e vice-versa de modo a manter {\displaystyle E}constante.
Considere que uma bola com massa {\displaystyle m=0,6\ kg}, na mão de uma pessoa está a uma altura {\displaystyle h=4\ m} do chão. Sua energia potencial é {\displaystyle U=mgh=24} joules sendo {\displaystyle g=10\ {\frac {m}{s^{2}}}}, a aceleração da gravidade. Nesse lugar, como a bola está parada, sua velocidade é igual a {\displaystyle 0}, e portanto sua energia cinética também é igual a zero, ou seja {\displaystyle K={\frac {1}{2}}mv^{2}=0}. Assim sua energia mecânica total é {\displaystyle E=24\ J}. Ao ser lançada, essa bola atinge o solo e sua altura ficará igual a {\displaystyle 0}, e consequentemente sua {\displaystyle U=0}. Como há conservação de energia mecânica, sua energia cinética ficará sendo {\displaystyle K=24\ J}. Deste valor podemos obter o valor da velocidade instantes antes de atingir o solo, ou seja {\displaystyle v=8,94\ {\frac {m}{s}}}. Quanto maior a altura de onde é lançada a bola, maior a velocidade atingida ao chegar ao chão. Vale o contrário, isto é, quanto maior a velocidade, maior a altura atingida. Assim, se um atleta quer saltar uma boa altura {\displaystyle h}, é preciso correr muito para atingir uma velocidade alta. É isso que fazem os atletas que praticam salto em altura, salto tríplice, saltos com evoluções em ginástica olímpica.