Единицы энергии и мощности

Единица энергии — джоуль (Дж). 1000 джоулей равен 1 килоджоулей (кДж), а 1000000 джоулей — 1 мегаджоуль (МДж). 1 кДж энергии достаточно, чтобы нагреть до кипения столовую ложку холодной воды или в течение 15 мин питать электроэнергией лампочку карманного фонарика .

Химическая энергия 1 кг сахара равна 21 МДж. Эта энергия эквивалентна увеличению потенциальной энергии трех человек массой 70 кг, поднявшихся с уровня моря на вершину горы Эверест. На самом деле человеку для выполнения такой работы требуется значительно больше пищи, чем 300 г сахара, поскольку основная часть химической энергии, которая содержится в пище, превращается в тепло.

СИЛА И РАБОТА

Работа выполняется только тогда, когда на тело действует сила. Работа 1 Дж выполняется при перемещении тела на 1 м под действием силы 1 Н. Если для того чтобы передвинуть через двухметровый стол стопку книг нужна сила 100 Н, то выполненная работа равна: 100 х 2 = 200 Дж. В этом примере работа расходуется на преодоления силы трения между книгами и поверхностью стола.

МОЩНОСТЬ

Иногда мы спокойно поднимаемся по лестнице, иногда быстро забегаем по ней. В обоих случаях дополнительная потенциальная энергия зависит только от нашей массы и высоты лестницы. Но быстрый подъем дается труднее: работа выполняется быстрее. Мощность — это скорость выполнения работы или скорость преобразования энергии. Единица мощности называется ваттным и обозначается Вт. 1 Вт соответствует работе 1 Дж, выполненной за 1 с, или превращению энергии 1 Дж за такой же интервал времени.

Мощность равна отношению энергии к времени. Если мальчик массой 40 кг поднимается по лестнице высотой 3 м, то он увеличивает свою потенциальную энергию на 1200 Дж. Если он преодолеет эти лестницы за 5 с, то разовьет мощность 240 Вт. Если ему удастся проскочить лестницы за 1 с, то мощность равна 1200 Вт. Такую мощность имеет двигатель механической газонокосилки. Однако двигатель газонокосилки развивает такую ​​мощность постоянно, а человеку это под силу только в течение короткого времени.

Мощность — это величина, с помощью которой удобно сравнивать преобразования энергии. В частности, 60-ваттная лампочка потребляет за каждую секунду 60 джоулей электроэнергии и в течение 1 с выделяет 60 Дж тепловой и световой энергии. 120-ваттный телевизор преобразует за такое же время в два раза больше энергии, чем лампочка, и в два раза больше потребляет ее.

Автомобиль - примерно 40000 Вт  (40 кВт)
Автомобиль — примерно 40000 Вт (40 кВт)
Человек - примерно 400 Вт
Человек — примерно 400 Вт
Телевизор - 120 Вт
Телевизор — 120 Вт
Ссылка на основную публикацию