Como a energia térmica de um corpo é a energia cinética de suas partículas se relacionam?

Q: Qual é a relação entre energia térmica é energia cinética?

Energia térmica é a soma das energias cinéticas das partículas de um sistema, a energia térmica também é usada para descrever conceitos, como calor e energia interna.

Q: Qual o papel da energia cinética na energia térmica?

Todo objeto que possui uma temperatura acima do zero absoluto tem energia térmica. Portanto, essa energia é gerada a partir do movimento, sendo a soma da energia cinética de todos os elementos, como íons, moléculas e átomos. Dessa forma, se gera calor, que pode ser transmitido por condução, radiação ou convecção.

Q: Como a energia térmica passa de um corpo para o outro?

Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato, as moléculas do corpo mais quente, colidindo com as moléculas do corpo mais frio, transferem energia para este. Esse processo de condução de calor é denominado condução.

Q: Qual é a energia térmica de um corpo?

A energia térmica é diretamente proporcional à temperatura: quanto maior a temperatura, maior a energia térmica. A somatória das energias de todas as moléculas do corpo é o que temos como a energia térmica de um corpo, não considerando a partículas de fora desse sistema.

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RELATIVIDADE /
INTRODUÇÃO À RELATIVIDADE RESTRITA
7 - A Relação Entre a Massa e a Energia
INTRODUÇÃO À RELATIVIDADE RESTRITA
Textos Complementares
Qual é a relação entre energia térmica é energia cinética?
Qual o papel da energia cinética na energia térmica?
Como a energia térmica passa de um corpo para o outro?
Qual é a energia térmica de um corpo?

RELATIVIDADE /

INTRODUÇÃO À RELATIVIDADE RESTRITA

7 - A Relação Entre a Massa e a Energia

Passemos agora a uma importante consequencia da teoria da relatividade, que desempenha um papel essencial na física nuclear e na física das partículas elementares. Falaremos sobre a relação universal entre a energia e a massa.

A relação entre a energia e a massa resulta da lei da conservação da energia e do fato de a massa do corpo depender da velocidade do movimento. Isto pode ser observado no seguinte exemplo simples. Quando se aquece um gás num recipiente é-lhe transmitida uma determinada energia. A velocidade do movimento calorífico caótico das moléculas depende da temperatura e aumenta com o aquecimento do gás. O aumento da velocidade do movimento das moléculas, de acordo com a fórmula (6) , significa o aumento da massa de todas as moléculas. Consequentemente, a massa do gás no recipiente aumenta quando aumenta a sua energia interna. Entre a massa do gás e a sua energia existe uma relação.

A relação entre a massa e a energia no caso de um movimento lento. É mais simples estabelecer a relação entre a massa e a energia no exemplo do movimento de um corpo com velocidade v , bastante menor do que a velocidade da luz c . Para isso, deduzamos a expressão aproximada da dependência da massa em relação à velocidade quando v << c . O denominador na fórmula ( 6) escreve-se sob a forma.

Desprezando a grandeza

obtemos:

Por isso

Multiplicando o numerador e o denominador por

e desprezando de novo o membro

, obtemos a seguinte fórmula aproximada:

Daqui resulta que a variação da massa do corpo

, quando aumenta a sua energia cinética em

exprime-se assim

Isto significa que o incremento da massa do corpo quando aumenta a sua velocidade, é igual à energia cinética que lhe é transmitida, dividida pelo quadrado da velocidade da luz.

A fórmula de Einstein. Na teoria da relatividade, este resultado é amplamente generalizado. Com o auxílio desta teoria, Einstein estabeleceu a relação geral entre a energia e a massa, que é dada por uma fórmula muito simples:

A energia dum corpo ou dum sistema de corpos é igual à massa multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz. Em toda a física só se encontram duas ou três fórmulas universais tão simples como esta que relacionam as grandezas físicas fundamentais.

Se a energia do sistema varia, então varia também a sua massa:

Visto que o coeficiente

é muito pequeno, para que se note a variação da massa é necessário que haja grandes mudanças de energia. Quando se dão reações químicas ou quando se aquece um corpo em condições habituais, a variação da energia é tão pequena que variação correspondente da massa não pode ser verificada experimentalmente. Uma chaleira quente tem a massa maior do que uma fria; mas nem com o auxílio de balanças muito sensíveis seria possível medir a diferença. Só quando se transforma o núcleo atômico e as partículas elementares é que a variação de energia é tão grande que a alteração da massa nessa altura já pode ser verificada.

Quando explode uma bomba de hidrogênio liberta-se uma grande quantidade de energia - certa de 1017 J. Esta energia é superior à produção de energia elétrica em toda a Terra durante vários dias. A energia é transportada com a radiação. A radiação, além da energia, tem massa, que é aproximadamente igual a 0,1% da massa dos materiais iniciais.

Energia de repouso. Quando a velocidade do movimento de um corpo é reduzida ( v << c) , então a fórmula ( 9 ) pode escrever-se sob a forma 1 ) :

Neste caso, o segundo termo é a energia cinética habitual do corpo. Maior interesse desperta o primeiro membro : ele define a energia do corpo quando a velocidade é igual a zero ¾ a chamada energia de repouso E 0 :

Este resultado merece atenção. Qualquer corpo, pelo simples fato de existir, tem uma energia que é proporcional à massa de repouso m0 .

Quando se transformam partículas elementares com massa de repouso diferente de zero, em partículas com m0 = 0 , a energia de repouso das primeiras é transmitida às segundas totalmente sob a forma de energia cinética.

Este fato é a demonstração experimental mais evidente da existência de energia de repouso.

INTRODUÇÃO À RELATIVIDADE RESTRITA

ÍNDICE

As Leis da Eletrodinâmica e o Princípio da Relatividade
Postulados da Teoria da Relatividade
O Carácter Relativo da Simultaneidade
As Principais Consequências dos Postulados da Teoria da Relatividade
Dependência da Massa em Relação à Velocidade. Dinâmica Relativistica.
O Sincrofasotron
A Relação Entre a Massa e a Energia
O Paradoxo dos Gêmeos

Textos Complementares

Relatividade Galileana
Emc2: Origem e Significado
Aspectos históricos das bases conceituais das relatividades
A Álgebra Geométrica do Espaço-tempo: A Teoria da Relatividade
Dedução das equações da Teoria de Gravitação
O eclipse de 1919 e a comprovação da Teoria da Relatividade Geral

Qual é a relação entre energia térmica é energia cinética?

Energia térmica é a soma das energias cinéticas das partículas de um sistema, a energia térmica também é usada para descrever conceitos, como calor e energia interna.

Qual o papel da energia cinética na energia térmica?

Todo objeto que possui uma temperatura acima do zero absoluto tem energia térmica. Portanto, essa energia é gerada a partir do movimento, sendo a soma da energia cinética de todos os elementos, como íons, moléculas e átomos. Dessa forma, se gera calor, que pode ser transmitido por condução, radiação ou convecção.

Como a energia térmica passa de um corpo para o outro?

Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato, as moléculas do corpo mais quente, colidindo com as moléculas do corpo mais frio, transferem energia para este. Esse processo de condução de calor é denominado condução.

Qual é a energia térmica de um corpo?

A energia térmica é diretamente proporcional à temperatura: quanto maior a temperatura, maior a energia térmica. A somatória das energias de todas as moléculas do corpo é o que temos como a energia térmica de um corpo, não considerando a partículas de fora desse sistema.