Cuando un objeto sólido se mueve a través de un fluido se produce arrastre. ¿Este arrastre produce calor?
Creo que el arrastre debería producir calor, ya que es la fricción entre el fluido y la superficie del objeto. ¿Esto es verdad o no?
En realidad, el arrastre NO es completamente la fricción entre el objeto y el fluido. A veces puede haber casi ninguna fricción, pero aún así un arrastre muy significativo. En un fluido no viscoso, no hay fricción entre el objeto y el fluido, pero aún HAY arrastre. El fenómeno de la presión del ariete transfiere impulso sin pérdidas entre el objeto y el fluido sin ninguna fricción. Discuto estas ideas con más detalle en mi respuesta a la pregunta "¿Adónde va la energía de un paracaídas?" .
En un fluido de baja viscosidad, el fluido energizado se calentará lentamente debido a la fricción consigo mismo, no con el cuerpo arrastrado.
Entonces, sí, en última instancia, toda la energía transferida al fluido desde el cuerpo arrastrado se convertirá en calor, como debe ser según la primera ley de la termodinámica, pero esto a menudo no es a través de la fricción directa.
En el reingreso a la atmósfera de una nave espacial de extremos romos, el efecto es aún más dramático. El extremo romo aplasta el aire, que no puede salir del camino y la temperatura del aire aumenta adiabáticamente al igual que una bomba de bicicleta se calienta más si mantiene el dedo sobre el orificio de salida y aplasta el émbolo de repente. Hay muy poca fricción y, mientras la nave espacial pueda soportar el aumento adiabático de la temperatura, viaja sobre un colchón de aire que empuja la atmósfera más lejos de la aeronave. El arrastre es la presión del ariete, y el calor por fricción (que sería extremadamente peligroso) solo lo genera el fluido que se arrastra sobre sí mismo a través de un corte viscoso, a una buena distancia segura de la nave espacial. Vea los enlaces en mi otra respuesta para mi respuesta a la pregunta "¿A dónde va la energía de un paracaídas?".
La primera ley de la termodinámica establece que .
Es decir, cualquier trabajo realizado por (o sobre) un objeto da como resultado un cambio en su energía interna (temperatura). Si, por supuesto, no lo equilibra (aquí es cuando ). Necesita tener un objeto bien aislado (cuando ) y definitivamente sabrá que el trabajo dará como resultado un cambio de temperatura.
usuario65081