L; energia és annak megőrzése
Az energia és annak megőrzése
A fizikai tudományok bármely területe bevezeti a koncepció nak,-nekenergia. Bár ez a koncepció nemrégiben történt (kb. Két évszázad), nagymértékben meghaladta a fizikai tudományok kompetencia területét, és nem túlzás azt állítani, hogy "életünk rendezését a Föld bolygón" feltételezi: annál kevesebb "zavar "az energiaellátás konfliktusok és gyors beavatkozások forrása.
1. Az energiatakarékosság fogalma
Az energia szó a görög energhia-ból származik, ami "cselekvő erőt" jelent, vagyis azt a képességet, hogy mozgást produkáljon.
Tehát egy test, amelynek van energiája kinetikus (korábban "élő erőnek" hívták) önmagában is folytathatja mozgását legalább egy bizonyos távolságig még ellenálló környezetben is (szemben a mozgással).
Energia lehetséges (korábban "holt erőnek" hívták) képes mozgást produkálni, mivel spontán módon például egy nehéz, nem korlátozott test esik le, egy töltött részecske q nincs korlátozva az elektromos potenciálra V () elindul a kevésbé elektromos energiájú régiók felé.
A Mechanikában a következőket látjuk:
- hogy az erők és a mozgási energia együtt jelennek meg a mozgási energia tételben,
- hogy a potenciális energia a konzervatív erők, vagyis a mechanikai energiát megőrző erők fogalmához kapcsolódik.
Nagyon gyorsan a mechanikai energia fogalma elégtelennek bizonyult.
Az operátor műveletet (erőt) fejt ki egy olyan rendszerre, amely mechanikai energiát nyer. Számos esetben kiderül, hogy a kezelő munkája megegyezik a rendszer által megszerzett mechanikai energiával.
Ez kielégítő az emberi elme számára, amely a megőrzés fogalmához kapcsolódik: a rendszer által megszerzett energiát elveszítette az a kezelő, aki képes volt munkával továbbítani (cserélni).
Hogyan kell értelmezni, ha a kezelő munkája nem egyenlő a rendszer által megszerzett mechanikai energiával? Ez akkor történik, amikor "súrlódás, ellenállás" van, és a megszerzett mechanikai energia mindig kevesebb, mint a kezelő munkája.Csökken az Univerzum energiája? Van-e olyan spontán energia-létrehozás lehetősége, amely részben, teljes mértékben kompenzálja az energiaveszteséget, vagy akár meghaladja azt, ami az Univerzum energiájának növekedését eredményezné ?
A válasz ezekre a kérdésekre a Az energiatakarékosság elve.
2. A termodinamika első elve
2.1. A rendszer állapotának megváltoztatása
energiacserével a külső operációs erők munkája formájában
| Gázt tartályba (hengerbe) zárnak, amelynek a szilárd falak közül az egyik (dugattyúja) mozgatható. Egy külső kezelő azáltal, hogy erőt fejt ki a dugattyúra, ez okozza az elmozdulást és például a gáz által elfoglalt térfogat csökkenését. Növekszik a gáz nyomása és általában megváltozik a gáz hőmérséklete. |
A gázrendszer állapota megváltozott.
Az üzemeltető olyan munkát végzett, amely a Mechanics által tanultaktól az energiacsere a gázrendszer és a külső üzemeltető között. Ez az energiacsere az állapotváltozók módosítását eredményezi.
hőátadással (hőcserét vagy hőenergia-cserét is mondunk)
Amikor felvesszük a "kapcsolatot" különböző hőmérsékletű testek, ezeknek a testeknek az állapotát megváltoztatjuk (hőmérséklet és/vagy fázisok változása).
A fazék vize, amely érintkezik egy égő gáz lángjával, látja annak hőmérsékletét, majd forrni kezd, vagyis gőzzé (gázzá) válik.
A rendszer állapotának ezen változásait nem tulajdoníthatjuk munkaerő formájában történő energiacserének.
Ebben az esetben beszélünk hő (vagy hő) transzferek.
Nem szabad azonban elhinnünk, hogy ez a kétféle módszer a rendszerre teljesen egyenértékű lehet: hőátadással soha nem befolyásolhatjuk közvetlenül a rendszer mozgását.
2.2. Az egyenértékűség elve
Teljesen képesek vagyunk egy serpenyőben a víz hőmérsékletét megemelni szilárd lapátok (keverő) mozgatásával. A hőátadással, de ezúttal a munka formájában bekövetkező energiacserével meglehetősen összehasonlítható hatásokat produkálunk.
A hőátadás (hő) egy másik módjaenergiát cserélni különböző rendszerek között ?
A kérdésről sokáig vita folyt a XIX. A válasz a Az egyenértékűség elve mégpedig az az erők munkája és a hő az egyetlen lehetséges módszer az energiacserére a rendszerek között zárva.
J. Joule múlt századi munkája meghatározó volt.
Egy kaloriméterben (olyan vizet tartalmazó tartályban, amelynek falai hőszempontból tökéletesen hőszigeteltek) Joule először megemelte a hőmérsékletet azáltal, hogy energiát cserélt munka formájában (W táplálták a kaloriméterbe, és pozitívan számolták), akkor a külső hőcserével (a hővel Q elvesztette a kaloriméter és negatívan számolták).
Joule ezen kísérleti mérései azt mutatták
Ez az eredmény feltételezi, hogy a munkát és a hőt ugyanabban az egységben számolják.
Valójában Joule előtt a hőmennyiséget kalóriában számolták meg, a kalória annyi hőmennyiséget jelent, amely szükséges az emeléshez 1g víz 14,5-15,5 ° C normál légköri nyomáson.