Технологія - 1
пошук
Погода в Баварії
| -1 ° | -5 ° | -1 ° | -3 ° | 0 ° |
| -2 ° | -5 ° | -2 ° | -4 ° | 0 ° |
Снігопади максимум від 0 до 3 градусів
дорожнього руху
зміст
Наступні теореми відіграють центральну роль у системах передачі енергії: закон збереження енергії та перший закон термодинаміки. Про що це все?
Статус: 18 грудня 2019 р. | архів
Однією з найвідоміших теорем у фізиці є закон збереження енергії:
Закон збереження енергії:
Енергію не можна ні виробляти, ні руйнувати.
Якщо опустити пружний м’яч, швидкість м’яча зростає із зменшенням висоти. Його початкова позиційна енергія зменшується, кінетична - збільшується. Завдяки збереженню енергії, завжди застосовується таке: Сума енергії положення плюс кінетична енергія постійно дорівнює енергії положення на початку. Незадовго до удару об землю швидкість набуває максимального значення. Тоді вся енергія доступна як кінетична енергія. Крихітна одиниця часу пізніше, однак швидкість на мить дорівнює нулю. Отже, зараз немає ні позиційної, ні кінетичної енергії. Потім енергія зберігається в деформованій гумі. Йдеться про енергію деформації.
Насправді жвавий куля вже не досягає початкової висоти після удару.
Модель процесів деформації в пружному надувному кулі
Тим не менше, діє принцип економії енергії - енергія ніколи не зникає. У моделі пружного пружного кульки пружні пружини та кульки представляють молекули каучуку.Коли кулька вдаряється об землю, виникає кінетична енергія та енергія деформації. Незліченні молекули створюють хаотичний рух у всіх можливих напрямках.
Неорієнтована внутрішня енергія бадьорого кульки відповідає збільшенню теплової енергії.
Отже, накопичена енергія вже не може бути повністю перетворена в рух вгору. Залишилася "внутрішня енергія" молекул тепло! Підвищилася температура гумової кульки. Перший закон термодинаміки говорить:
Перший закон термодинаміки:
Загальна кількість енергії зберігається при всіх перетвореннях.
Одна з найбільших гідроелектростанцій у світі: Ітаіпу на річці Ріо-Паранья в Південній Америці
Тепер відбувається набіг через різні типи енергії та їх властивості: Велика гідроелектростанція Ітайпу в Бразилії використовує величезну кількість води з річки Парана. Його потужність становить 13 мільярдів ват, тобто 13 гігават (= 13 · 10 9 Вт). Протягом однієї доби немислима потенційна енергія в 1 мільйон ГДж (= 1 · 10 15 Дж) перетворюється в електричну енергію.
Типовий автомобільний акумулятор зберігає близько 2 МДж
Акумулятор для автомобіля зберігає енергію близько 2 мільйонів джоулів, тобто 2 мегаджаулі (= 2 · 10 6 Дж). Акумулятор витримує близько 5 годин при потужності 100 Вт, після чого його потрібно зарядити.
Бак для зберігання гарячої води в сімейному будинку
Третій приклад - це енергія у формі тепла. Внутрішня енергія близько 50 мільйонів джоулів (= 50 · 10 6 Дж) зберігається в 300-літровому резервуарі для гарячої води, що еквівалентно 25 автомобільним акумуляторам. Якщо ця кількість енергії використовується протягом доби, то це відповідає середній тепловій потужності 600 Вт. У технічній практиці перетворення енергії часто характеризується за допомогою ефективності:
Формула ефективності
ККД η дорівнює E. вигода, яку поділяє E. до
При порівнянні класичної лампи розжарювання потужністю 60 Вт та енергозберігаючої лампи однакової яскравості, останній потрібно лише близько 12 Вт для тієї ж світлової енергії, тобто п’ята частина енергопостачання лампи розжарювання; отже, ефективність енергозберігаючої лампи приблизно в п'ять разів більша.