Forme de energie și metode de transmitere a energiei

Acasă | Despre noi | feedback-ul

Obiectul și metoda termodinamicii

Termodinamica studiază legile de conversie a energiei în diferitele procese și modificarea asociată în starea obiectelor fizice. Termodinamica este împărțit în trei părți: termodinamica generale, termodinamicii chimice și termodinamică inginerie.

În termodinamică inginerie luate în considerare, în esență, fenomene care însoțesc schimbul de energie într-o formă termice și mecanice. Aceasta stabilește o relație între procesele termice și mecanice care au loc în mașinile de încălzire și răcire, studierea proceselor care au loc în gaze și vapori, precum și proprietățile acestor organisme la diferite condiții fizice.

Termodinamicii se bazează pe metoda specifică de a descrie fenomenul, ale cărui caracteristici sunt după cum urmează.

Metoda termodinamic este construit pe o serie de legi obiective ale naturii. obținută ca urmare a generalizării unui număr mare de date experimentale, care, de asemenea sunt numite legi ale termodinamicii.

Prima lege a termodinamicii provine din legea universală a conservării și transformării energiei, exprimată în concepte termodinamice speciale, și permite să facă echilibrul energetic în procesele termodinamice.

A doua lege a termodinamicii stabilește condițiile de transformare reciprocă a muncii și de căldură, și de asemenea, indică o anumită direcție modificări care au loc în toate procesele de schimb reale de energie.

A treia lege a termodinamicii explică comportarea substanțelor la o temperatură apropiată de zero absolut.

Spre deosebire de multe domenii ale termodinamicii fizica nu operează nici modele ale structurii materiei și, în general, nu sunt asociate cu reprezentarea microstructura materialului. Pentru a descrie procesele de schimb de energie și proprietățile diferitelor organisme din termodinamica sunt utilizate concepte fizice și cantitățile care caracterizează etapele finale ale unui număr foarte mare de microparticule și substanța poate fi măsurată sau calculată din relația termodinamică folosind valorile măsurate direct. Aceste cantități sunt numite termodinamică sau fenomenologic. Variabilele termodinamice, de exemplu, sunt temperatura, presiunea, densitatea.

Avantajul abordării termodinamic este că valabilitatea relațiilor termodinamice și concluziile nu sunt încălcate atunci când, în cursul dezvoltării fizicii aprofunda în mod continuu sau chiar a schimbat radical idei despre structura materiei. Dezavantajul acestei metode constă în faptul că aplicarea sa necesită cunoașterea proprietăților fizice ale organelor de lucru specifice, care nu pot fi determinate prin metode termodinamice și necesită un studiu pilot. Dar dacă știi câteva detalii despre proprietățile substanțelor sau sisteme, metoda termodinamică face posibilă obținerea de concluzii interesante și importante.

În plus față de metoda termodinamic este uneori folosită o metodă diferită de cercetare, pentru a obține titlu statistic. utilizate pe scară largă în alte domenii ale fizicii. În termodinamica statistică proprietăților corpurilor macroscopice sunt calculate din modelul de reprezentările structurii materiei. Comportamentul particulelor elementare este descrisă fie metodele clasice ale mecanicii cuantice, iar proprietățile macroscopice ale acțiunii mediilor statistice obținute tuturor particulelor ce constituie corpul. Precizia determinării cantităților caracterizează proprietățile macroscopice ale corpului în studiu, termodinamica statistice utilizate depinde de structura modelului perfect al materiei fizice. Prin urmare, rezultatele termodinamica statistică necesită, de asemenea, o confirmare experimentală.

Metoda studiilor statistice este avantajoasă față de descrierea proprietăților fenomenologice ale substanțelor la temperaturi extrem de scăzute sau ridicate și presiuni maxime, atunci când măsurarea directă a variabilelor termodinamici devine foarte dificilă și inexacte. Prin urmare, termodinamica si fizica statistică ca știința proprietăților materiei și energiei sunt reciproc complementare.

Forme de energie și metode de transmitere a energiei

Energia este o măsură a diferitelor mișcării materialului tipurilor în procesul de transformare reciprocă a unei forme de mișcare în alta. Sub mișcarea se referă la capacitatea de a schimba materiei.

Există diferite forme de mișcare: mecanice, termice, electrice, chimice, magnetice etc. Sa stabilit că transmiterea mișcării de la un corp la altul poate avea loc fie neschimbate, iar schimbarea formei de mișcare .. În primul caz, o reducere a unor forme de mișcare într-un singur organism este însoțită de aceeași creștere a traficului de aceeași formă în cealaltă (principiul conservării mișcării). În acest ultim caz o anumită formă de reducere în mișcare într-un singur organism duce la o creștere a diferitelor mișcări ale corpului o altă formă (principiul transformării mișcării). Mai mult decât atât, există o echivalență cantitativă transformate reciproc în forme de mișcare, care a stat la baza introducerii unei singure, comune pentru toate formele de măsuri de trafic - energie.

Astfel, energia - este o măsură cantitativă comună pentru toate formele de mișcare, care pot fi convertite într-un altul.

Pentru a caracteriza tipul de mișcare utilizat tip concept de energie (cinetică, gravitațională, electrică etc.). În conversia unei forme de mișcare la alta, respectiv, transformarea unei forme de energie în alta, dar la aceeași energie ca o măsură comună a tuturor formelor de mișcare rămâne neschimbată, nu este sozdavaema și indestructibilă.

Stabilirea echivalenței cantitativă a diferitelor forme de mișcare în transformări reciproce au dus la descoperirea legii conservării energiei.

În plus față de noțiunea de tip de energie este conceptul unui sistem de schimb de energie și metoda de transfer de energie.

Transferul de energie de la un corp la altul apare ca rezultat al interacțiunii acestor organisme. Există patru tipuri de bază de interacțiune: electrice, gravitaționale, nucleare și slabe. Sa constatat că formele observate ale materiei în mișcare și formele corespunzătoare de energie, sunt o manifestare la nivel macroscopic, interacțiunile care au loc la nivel microscopic. Și la nivel microscopic este prezentat doar un singur tip de interacțiune - electrice.

O mare varietate de manifestări macroscopice ale interacțiunilor microscopice fundamentale și duce la diferențe mari în modificările observate în organismele de la diferite moduri de transmitere a energiei. Dar a constatat că toate tipurile de interacțiuni termodinamice, adică toate formele de schimb de energie, reduse la două moduri fundamental diferite: Comisia de muncă și de căldură.

Operația se numește un tip (formă) de transfer de energie, care se realizează la o mișcare macroscopic, ordonat, direcțional. Cantitatea de energie transmisă, astfel, numit proces de lucru sau pur și simplu de lucru.

Cel mai evident tip de muncă este lucrul mecanic, ceea ce face ca forța mecanică atunci când se deplasează în spațiul unui organism macroscopic sau o parte a corpului. În plus, există diferite tipuri de lucrări non-mecanice: electrice, magnetice, și altele.

Comune pentru toate tipurile de muncă este o proprietate fundamentală a posibilității convertirii lor completă cantitativ într-un altul, și anume transmiterea energiei dintr-o parte a corpului la o altă formă de energie de o formă de funcționare poate fi complet transformată în energie a unui alt tip.

Schimbul de căldură se numește o metodă de transmisie a puterii, în cadrul căreia schimbate aleatoriu mișcarea, non-direcțională a microparticulelor. Cantitatea de energie transmisă, în acest caz, se numește cantitatea de căldură sau de căldură.

Pentru a efectua schimbul de căldură între corpurile trebuie să fie un contact termic așa-numita, care poate fi realizat fie prin organismele de contact direct, sau prin transfer de energie oscilații electromagnetice dezordonate. În ambele cazuri, organismul trebuie să aibă o temperatură diferită.

În cazul în care nu trebuie să se precizeze metoda de transfer de energie, cantitatea de energie transmisă de la un organism la altul într-un fel, se numește un număr de influență externă.