Dissipation effects in mechanics and thermodynamics

Abstract

With the discussion of three examples, we aim at clarifying the concept of energy transfer associated with dissipation in mechanics and in thermodynamics. The dissipation effects due to dissipative forces, such as the friction force between solids or the drag force in motions in fluids, lead to an internal energy increase of the system and/or to heat transfer to the surroundings. This heat flow is consistent with the second law, which states that the entropy of the universe should increase when those forces are present because of the irreversibility always associated with their actions. As far as mechanics is concerned, the effects of the dissipative forces are included in Newton’s equations as impulses and pseudo-works.

Resumen

Con el análisis de tres ejemplos, pretendemos aclarar el concepto de transferencia de energía asociado a la disipación en mecánica y en termodinámica. Los efectos de las fuerzas disipativas, como la fuerza de rozamiento entre sólidos o la fuerza de arrastre en el movimiento en fluidos, producen un aumento de la energía interna del sistema y/o una transferencia de calor al entorno. Este flujo de calor es coherente con el segundo principio, según el cual la entropía del universo debe aumentar cuando actúan esas fuerzas, por la irreversibilidad que siempre va asociada a su acción. En lo que respecta a la mecánica, los efectos de las fuerzas disipativas se incluyen en las ecuaciones de Newton como impulsos y pseudotrabajos.

Traducción al castellano del abstract original.