Enunciado
Física - Randall D. Knight - Termodinâmica Óptica- Ed: 2º - Capítulo 18.Exercícios e Problemas - Ex. 62
Um inventor deseja que você invista dinheiro na empresa dele, oferecendo-lhe todos os lucros futuros. Ele o lembra de que os freios dos carros ficam extremamente quentes quando estes param e de que existe uma grande quantidade de energia térmica contida nos freios. Ele inventou um aparelho que, segundo ele próprio, converte essa energia térmica em movimento do carro para a frente. Este aparelho assumirá o controle do motor após uma parada e, depois acelerará o carro de volta à sua velocidade original, economizando, assim, uma enorme quantidade de gasolina. Você é uma pessoa inteligente, portanto ele admite de antemão que o aparelho não é eficiente, que é inevitável a ocorrência de alguma perda de calor para o ar, bem como dentro do aparelho. devido aos atritos, mas a pesquisa que está por vir, e para a qual ele precisa do seu investimento, tom ará essas perdas extremamente pequenas. Você também tem de ligar o carro com os freios frios após deixá-lo estacionado por um tempo e por isso ainda precisará de um motor a gasolina. Todavia, ele afirma que seu protótipo do carro faz 500 milhas por galão e ele espera superar as 1000 milhas por galão após a próxima fase da pesquisa. Você deveria investir? Baseie sua resposta em uma análise da física envolvida na situação.
Passo 1
E aiii gente, tudo bom com vocês?
Vamos fazer mais uma questãozinha aqui?
Vem comigo!
Este não é um investimento inteligente.
Embora seja uma invenção para mover a energia dos freios quentes para o movimento para a frente do carro não violaria a conservação de energia, violaria a segunda lei da termodinâmica .
O movimento do carro para frente é uma distribuição de energia muito improvável. Acontece apenas quando uma força acelera o carro e, em seguida, sustenta o movimento contra as forças de retardo de atrito e resistência do ar. O carro em movimento é um estado de baixa entropia. Em contraste, o movimento aleatório de muitos átomos nos freios é um estado de alta probabilidade e alta entropia. Para converter o movimento aleatório dos átomos nos freios de volta ao movimento de avanço do carro exigiria uma diminuição da entropia e, portanto, violaria a segunda lei da termodinâmica.
Em outras palavras, o aumento da temperatura dos freios conforme o carro pisa é um processo irreversível que não pode ser desfeito.
Resposta
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