Работа и энергия

Работа выполняется, когда под действием силы тело перемещается на некоторое расстояние. Энергия — это способность выполнять работу.

Машины выполняют работу , когда у них один вид энергии превращается в другой. Например, при работе электрического вентилятора электрическая энергия превращается в кинетическую энергию воздушного потока. Электродвигатель в вентиляторе использует электрическую энергию для создания силы, вращающий воздушный винт. Лопасти винта действуют на воздух, заставляя его двигаться. На каждой стадии энергия порождает силу, приводит в движение и выполняет работу.

ЭНЕРГИЯ МЫШЦ

Спортсмен, толкая ядро, выполняет работу, увеличивая кинетическую энергию тяжелой железной шара. Механическая энергия для выполнения этой работы образуется в результате превращения химической энергии из питательных веществ в крови, которые поступают с пищей.
Спортсмен, толкая ядро, выполняет работу, увеличивая кинетическую энергию тяжелой железной шара. Механическая энергия для выполнения этой работы образуется в результате превращения химической энергии из питательных веществ в крови, которые поступают с пищей.

Когда человек поднимается по лестнице, то энергия, полученная с пищей, превращается в потенциальную энергию и теплоту. Спускаться по лестнице гораздо легче, поскольку сила тяжести действует в направлении движения. Некоторое количество энергии требуется, чтобы двигаться по горизонтали вперед и сохранять вертикальное положение тела.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВА

Когда экскаватор выполняет работу 20000 Дж (20 кДж), вынимая грунт, то его двигатель сжигает топливо, при горении которого выделяется в 4 раза больше энергии. Чтобы высвободить 80 кДж химической энергии, нужно сжечь 2 см3 дизельного топлива — примерно половину чайной ложки. При этом доля механической энергии составляет лишь 38 кДж, а остальные превращается в теплоту, выделяемую корпусом двигателя и удаляется с выхлопными газами. Двигатель экскаватора приводит в действие насоса гидравлического двигателя; жидкость в нем нагревается, и в тепло превращается еще часть энергии. Затем небольшое количество энергии расходуется на трение в деталях гидравлического двигателя, и на полезную работу остается 20 кДж.

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

Термодинамика изучает способы перехода энергии из одного вида в другой. Первый закон термодинамики, утверждает, что общее количество энергии во Вселенной — это величина постоянная. Энергия никогда не исчезает и не возникает вновь из ничего; она только превращается из одного вида в другой. Энергия преобразуется в машинах, поэтому первый закон термодинамики помогает инженерам разрабатывать все более эффективные машины.

Ссылка на основную публикацию