¿Cómo es el calor una pérdida de energía?

El calor no es una pérdida de energía.

La energía se puede transferir entre sistemas de dos maneras:

  1. Trabajo : La energía transferida por cualquier proceso no térmico.
  2. Calor : la energía transferida por un proceso térmico.

Una transferencia de energía térmica se define como una transferencia de energía por medio de una diferencia de temperatura. Entonces el calor es cualquier transferencia de energía debido a una diferencia de temperatura.

A veces el fraseo de las definiciones es diferente y aparece como:

  1. Trabajo : Energía transferida en un movimiento organizado (la línea integral de una fuerza sobre una cierta distancia)
  2. Calor : Energía transferida por movimiento desorganizado o aleatorio de partículas microscópicas.

Ambas formas de describir los mismos fenómenos.

Punto importante
El calor y el trabajo conservan la energía: la energía perdida por un sistema la gana otro.

Por ejemplo, el combustible para aviones se quema en un avión que va de Nueva York a Londres. La energía del combustible entró en la energía cinética del avión (trabajo, los motores generan fuerza) y en una larga cinta de aire caliente (calor, el combustible que se quema está caliente). Se conserva la energía total, pero no se puede utilizar el aire caliente para volar el avión de regreso a Nueva York.

Cuando la energía se transfiere como calor, lo que sucede es que la energía es menos capaz de realizar un trabajo útil como pistas de entropía junto con el flujo de calor. Esta es una propiedad de la 2ª ley de la termodinámica.

Ver: Leyes de la termodinámica.

Idealmente, cuando se enciende la fuente de luz, la energía eléctrica se convierte en energía de la luz. No hay pérdida. Si coloca una célula solar frente a la fuente de luz, toda la energía luminosa emitida por la luz se convertirá nuevamente en energía eléctrica.

Tomemos el mismo ejemplo con calentador. Usas energía eléctrica. Calentador lo convierte en energía térmica. Tan pronto como el calentador entra en contacto con el medio material, el aire absorbe el calor. ¿Cómo lo recuperarás por completo? De ahí que el calor sea considerado como pérdida de energía. Espero eso ayude.

Estrictamente hablando, en termodinámica, ‘calor’ y ‘trabajo’ son dos formas diferentes de TRANSFERENCIA de energía. El ‘trabajo’ siempre puede reducirse a la subida y bajada de pesos. El ‘calor’ no puede ser.

Por lo tanto, en un ciclo termodinámico como el ciclo de Carnot (el más básico), cuando el medio ambiente pierde el calor, no se puede utilizar para realizar un trabajo útil. Eso proviene de la energía interna (a veces confundida con ‘calor’) del gas de trabajo del motor térmico.

Entonces, tal vez esto es lo que tienes en mente al llamarlo “perdido”: el calor que se escapa del sistema quita energía pero sin hacer ningún trabajo útil.

En algunas situaciones, queda claro cuánto calor se disipa durante un proceso termodinámico, pero la transferencia de calor en el sentido más general tiene lugar a través de vías desconocidas o arbitrarias. Debido a esto, me parece mejor definir el calor en términos de la función de energía interna [math] U (\ vec {X}) [/ math]. [math] U [/ math] se puede definir por la cantidad de trabajo que se realiza en el sistema cuando está aislado térmicamente de su entorno. Una vez que haya determinado [math] U (\ vec {X}) [/ math], la transferencia de calor se puede definir como el cambio de energía durante un proceso [math] \ vec {X} (\ sigma) [/ math] Eso no se puede atribuir al trabajo aplicado externamente.

Me duele el cerebro. Hace 40 años, nuestro profesor de ciencias generales mencionó las palabras “capacidad de calor específica” y esto se relaciona con la capacidad de una sustancia para absorber calor, en una transferencia de energía térmica de una sustancia a otra. Por ejemplo, el agua en el sistema de enfriamiento de un automóvil envuelto alrededor de un bloque de motor caliente como se mencionó anteriormente. Hacer una investigación sobre esa frase te iluminará más, y simplemente, creo.