Работа и механическая энергия

Т.4. РАБОТА И МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ [c.200]

АЗ. Работа и механическая энергия..................................30 [c.27]

ОТДЕЛ I. гл. 5. РАБОТА И МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ [c.80]

Насосом называется машина, предназначенная для создания потока жидкой среды. При работе насоса механическая энергия электродвигателя превращается в потенциальную и кинетическую энергию потока жидкости и частично в теплоту. Насосы относятся к числу самых распространенных машин, применяемых в народном хозяйстве. В холодильной технике они применяются для подачи жидкого хладагента (в приборы охлаж- [c.303]

Более подробное изучение машин приводит к заключению, что иногда, и даже весьма часто, работа машины сопровождается процессом преобразования механической работы действующих на нее сил в различные виды энергии, отличные от механической (например, в электрическую), а в других случаях, наоборот, энергия, отличная от механической, подводимая к машине (например, тепловая), преобразуется в машине в механическую работу. Встречается, в частности, случай, когда в машине наблюдается процесс преобразования механической работы в механическую энергию (например, в потенциальную или кинетическую) или, наоборот, механическая энергия, подводимая к машине в форме потенциальной или кинетической, преобразуется в ней в механическую работу. Поэтому дадим более полную характеристику машины. [c.10]

Силовые модели основаны на том допущении, что повреждения возникают в результате пребывания элемента материала под напряжением, независимо от величины и характера склерономных или реономных деформаций, сопровождающих процесс нагружения. Деформационные модели предполагают, что накопление повреждений связано с развитием деформаций, а разрушение наступает с достижением их предельных значений вне зависимости от тех напряжений, которые возникают в процессе деформирования. В основе энергетических моделей лежат представления о том, что накопление повреждений связано с совершаемой над элементом материала работой пластического или вязкопластического деформирования, или в более строгой постановке, с уровнем накопленной внутренней энергии, равной разности между совершенной работой и механическим эквивалентом тепла, потерянного элементом материала в процессе теплообмена с окружающим материалом или с внешней средой. Если тепло не теряется, а наоборот приобретается, то накопленная внутренняя энергия превышает механическую работу. Разрушение наступает в тот момент, когда работа или накопившаяся внутренняя энергия достигает некоторого стационарного значения. [c.66]

В линейных экспериментах, проводимых на однородных жидкостях, скорость диссипации механической энергии в установке равна мощности, затрачиваемой напряжениями, действующими на ее поверхности. Таким образом, в этих случаях слова работа и диссипация энергии являются синонимами. [c.500]

В общем случае изменения состояния рабочего тела последнее вступает во взаимодействие с источниками тепловой и механической энергии системы, что определяет характер изменения параметров рабочего тела — давления, объема и температуры. В технической термодинамике изменение запаса энергии в тепловом источнике принято называть количеством подведенного или отведенного тепла, или внешним теплом, участвующим в процессе, а изменение запаса механической энергии в источнике выражать величиной работы при расширении или сжатии рабочего тела или внешней работой. Основные задачи исследования термодинамических процессов состоят из изучения закономерности изменения состояния рабочего тела и определения принципа распределения энергии в рассматриваемом процессе. Содержание исследования термодинамических процессов состоит из следующего [c.45]

Из этих основных задач вытекают многие другие задачи, связанные с механическим движением определение количества движения, работы и мощности, энергии, коэффициента полезного действия механизмов и машин. [c.83]

Машины, получаюш,ие механическую энергию от двигателей и совершающие за их счет полезную механическую работу, относятся к машинам-орудиям. Сверлильный (и другие металлообрабатывающие) станок, приводимый в движение электродвигателем и высверливающий отверстие, является машиной-орудием. Вентилятор, приводимый электродвигателе.м и перемещающий воздух, является машиной-орудием. [c.141]

Экономия энергетических ресурсов на предприятии может достигаться различными путями, например повышением энергетического к. п. д. технологических агрегатов за счет улучшения организации технологических процессов и режимов работы агрегатов, сокращением непроизводственных потерь топлива, улучшением теплоизоляции, сокращением потерь с выбиванием из рабочей камеры, совершенствованием процесса сжигания топлива, применением рекуперации, промежуточных подогревов и т. п. Осуществление таких мероприятий приводит к снижению расхода топлива в самом технологическом агрегате. Экономия энергетических ресурсов достигается также путем использования побочных энергоресурсов для удовлетворения потребности в топливе, теплоте, электрической и механической энергии других агрегатов и процессов (утилизация ПЭР). При утилизации побочных энергетических ресурсов расход топлива в техническом агрегате-источнике ПЭР практически не меняется. Экономия топлива и снижение эксплуатационных затрат достигаются в замещаемых энергетических установках. В ряде случаев имеет место получение дополнительной прибыли за счет реализации побочных энергетических ресурсов. [c.216]

Рассмотрение тепловых явлений, происходящих в цилиндрах и рабочих камерах всевозможных тепловых машин (например, компрессорах и двигателях), изучение процессов взаимного превращения тепловой и механической энергии и передачи ее в формах тепла и работы от одних материальных тел к другим, а также определение наивыгоднейших условий осуществления всех этих процессов составляют основные задачи технической термодинамики. [c.27]

Первый закон термодинамики устанавливает эквивалентность тепловой и механической энергии и количественную зависимость прп их взаимных преобразованиях, но ничего не говорит об условиях этого преобразования. Между тем из опыта известно, что преобразование всех видов энергии в тепловую может происходить без каких-либо ограничений и дополнительных условий. Обратное же преобразование тепловой энергии в механическую в непрерывно действующих машинах (двигателях), как это было показано при рассмотрении круговых процессов, треб) ет специальных условий (наличия верхнего и нижнего источников тепла, расширения рабочего тела). Кроме этого, даже в паи выгоднейшем идеальном цикле Карно в работу может быть превращена только часть тепла, другая часть передается нижнему источнику. [c.71]

В середине XIX столетия в науку вошел закон сохранения и превращения энергии, который в дальнейшем в приложении к тепловой и механической энергии получил название первого закона термодинамики. Его можно сформулировать так если исчезает некоторое количество тепловой энергии, возникает равное ей количество механической энергии (в виде совершенной работы), и наоборот. Пусть к рабочему телу (газу) подведено некоторое количество тепла q часть этого тепла в общем случае расходуется на изменение внутренней энергии А газа, а остальная, т. е. q — Аи, в виде тепла исчезает если при подводе тепла газ совершил работу I, то, согласно первому закону термодинамики, [c.26]

Докажем сначала, что если неверна формулировка Кельвина, то неверна и формулировка Клаузиуса. Предположим, что формулировка Кельвина неверна Тогда мы можем получить некоторое количество тепла из термостата при температуре Г, и полностью превратить его в работу без каких-либо других изменений в системе. Теперь мы можем превратить эту работу в тепло, которое мы сообщим термостату с температурой Гг > Г опять без каких-либо других изменений в системе. (Практически это можно сделать так же, как в опыте Джоуля по доказательству эквивалентности тепловой и механической энергий.) Конечным результатом этого двухступенчатого процесса будет передача тепла от менее нагретого тела к более нагретому без каких-либо других изменений в системе и окружающих телах. Следовательно, формулировка Клаузиуса несправедлива. [c.19]

Первый закон термодинамики. Этот закон представляет собой математическое выражение изучаемого в курсе физики закона сохранения и превращения энергии. Вначале уравнение первого закона термодинамики относилось к явлениям преобразования тепловой и механической энергии, а затем было распространено и на другие виды энергии. В этой книге рассматриваются лишь явления преобразования тепловой и механической энергий. Сущность этих преобразований заключается в следующем если в процессе исчезает некоторое количество тепла, возникает равное ему количество механической энергии (в виде совершенной механической работы) и, наоборот, при совершении механической работы (за счет израсходованного количества механической энергии) возникает равное этой работе количество тепла. Это утверждение может служить формулировкой первого закона термодинамики в приложении к тепловым и механическим явлениям. [c.23]

Замечательное свойство величины Q/T сохраняется и в другом важном случае. Мы уже знаем, что двигатель, работающий по циклу Карно, является идеальным, т. е., работает без потерь. Это означает, что работа И рез (энергия в механической форме), получаемая от него, максимальна при данном количестве тепловой энергии Ql, полученной рабочим телом от нагревателя, и соответствующих температурах нагревателя Гх и холодильника Гг. Если использовать полученную результирующую работу, то цикл может быть пущен и в обратном направлении. Понятие такой обращенной тепловой машины введено Карно в его знаменитой книге 41 Размышления [c.57]

Правильный выбор готовой или заказ новой машины осуществляется в том случае, если машина без систематической перегрузки, но и без большого запаса неиспользуемой электрической и механической энергии сможет обеспечивать заданный технологический цикл. Это значит практически, что всякая контактная машина по ее электрическим и механическим параметрам должна работать, как правило, на режимах на 20—25 % ниже ее предельных. Такого рода рекомендации полезны не только для длительной сохранности машины, но и работоспособности ее в гибких автоматизированных производствах (ГАП). [c.221]

Работа и механическая энергия (84). 3-1-5. Динамика вращательного движения (88). 3-1-6. Ме <анические колебания (90). 3-N7. Волны (У1). 3-1-8. Реяятн-вистская механика (94) [c.81]

Из первого закона термодинамики следует, что взаимное превращение тепловой и механической энергии в двигателе должно осуществляться в строго эквивалентных количествах./Дамгатель, который позволял бы получать работу без энергетических затрат, называется вечным двигателем первого ро-д а. Ясно, что такой двигатель невозможен, ибо он противоречит первому закону термодинамики. Поэтому первый закон можно сформулировать в виде следующего утверждения вечный двигатель первого рода невозможен. В 1755 г. французская Академия наук раз и навсегда объявила, что не будет больше принимать на рассмотрение какие-либо проекты вечных двигателей. [c.20]

После крушения теории теплорода теплота окончательно рассматривается как энергия движения составляющих тело материальных частиц (атомов, молекул). Но между теплотой и механической энергией вскоре обнаружились принципиальные отличия. Например, при торможении автомобиля его тормозные колодки нагреваются, но обратный процесс абсолютно невозможен — сколько бы мы ни нагревали колодки, автомобиль все равно останется на месте. Закон сохранения и превращения энергии, раскрывая количественную сторону превращений энергии, ничего не говорит о принцигшальных качественных отличиях между ее различными формами. Можно указать на другие принципиальные особенности тепловых явлений. Одним из самых очевидных наблюдений является то, что при различных видах работы часть энергии выделяется в виде теплоты. В природе существует тенденция к необратимому превращению различных видов энергии в теплоту, поскольку обратное превращение тепла в работу, за исключением изотермических процессов, невозможно. Другой, не менее очевидной особенностью тепловых явлений является то, что нагретые тела всегда стремятся прийти в равновесие с окружающей средой. Но и в этих процессах передачи теплоты существует односторонность, которую Р. Клаузиус сформулировал в качестве тепловой аксиомы Теплота не может сама собой переходить от тела холодного к телу горячему . Значение этого положения оказалось настолько важным, что его стали рассматривать как одну из формулировок второго начала термодинамики. Л. Больцман писал Наряду с общим принципом (законом сохранения и превра]цения энергии. — О. С.) механическая теория тепла установила второй, малоутешительным образом ограничивающий первый, так называемый второй закон механической теории тепла. Это положение формулируется следующим образом работа может без всяких ограничений превращаться в теплоту обратное превращение тепла в работу или совсем невозможно, или возможно лишь отчасти. Если и в этой формулировке второй принцип является неприятным дополнением к первому, то благодаря своим последствиям он становится гораздо фатальнее . [c.79]

Газовые холодильные машины с незамкнутым циклом. Первые работы, посвяш енные машинам с незамкнутым циклом и имеющие практпческоо значение, принадлежат Гифорду (1873 г.) и Колемапу и Беллу (1877 г.) (см. [1]). Схематическое изображение такой машины дано па фиг. 1. Сначала газ (воздух) адиабатически сжимается в компрессоре от давления р, до р., и истом охлаждается до температуры Т . (в идеальном случае при том же давлении Р2) в холодильнике, в котором охлаждающей жидкостью может служить вода. Затем газ поступает в детандер, где он адиабатически расширяется, совершая внешнюю работу. Эта механическая. энергия передается обратно компрессору, который обычно располагается с детандером иа одном валу. Холодный газ из детандера под низким давлением jo, и при температуре 7 ,, проходит в камеру, которую он охлаждает, а затем снова поступает на вход компрессора при температуре Т , примерно равной температуре холодно камеры. [c.8]

Импульс системы тел, ее кинетическая энергия и механическая энергия, а также работа внешних сил в различных инерциальных системах отсчета имеют разные значения. Однако уравнения, выражающие законы сохранения импульса и механической энергии, не изменяют своего вида во всех инерциальных системах отсчета. В каждой из них в эти уравнения входят значения импульса, энергии и работы, взятые в этой же системе отсчета. Иначе говоря, законы сохранения импульса и механической энергии ковариантиы по отношению к преобразованиям Галилея и во всех инерциальных системах отсчета действуют одни и те же законы сохранения импульса и механической энергии. [c.82]

Общая теплотехника занимается изучением законов преобразования химической энергии топлива в теплоту, механическую работу и электрическую энергию, а также свойств рабочих вепдеств, конструкций машин и аппаратов, прид1еняемых в энергетических установках. [c.4]

Особенности исторического очерка Брандта получили отражение в некоторых учебниках по термодинамике и только их влиянием можно объяснить тот факт, что в учебниках, изданных дал-се в конце 40-х годов, -можно встретить утверждения, что в середине прошлого века из наблюдений над тепловыми явлениями и работой тепловых машин трудами Джоуля, Майера, Гельмгольца, Карно, Клаузиуса были установлены первый и второй законы термодинамики, которые легли в основу дисциплины, изучающей иревращення тепловой и механической энергии, — технической термодинамики . [c.282]

Поэтому принципиально возможно количества теплоты, работы и всех видов энергии измерять одинаковыми или различными единицами, как это и делается на практике. Так, теплота измеряется обычно в килокалориях (ккал), работа й механическая энергия — в килограммометрах (кГм) и силочасах лсч), электрическая энергия в джоулях и киловаттчасах (квтч) и т. д. [c.14]

Эквивалентность тепловой и механической энергии привела к формулировке общего закона сохранения энергии, согласно которому энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, а только преобразована из одного вида в другой каждый вид энергии может переходить в другой, причем при таком превращении определенное количество исчезнувшей энергии одного вида дает эквивалентное ему количество энергии другого вида. Эквивалентность тепла и работы является, очевидно, частным случаем общего закона сохранения энертии, не будучи связана с какими-либо определенными представлениями о сущности тепловой энергии и строении вещества. С точки же зрения кинетической теоо ии тепла и материи эквивалентность тепла и работы вполне очевидна, поскольку согласно этой теории теплота материального тела есть не что иное, как механическая энергия движения его мельчайших частиц, т, е. молекул и атомов. [c.38]

Впервые действительно научные представления в области теории теплоты были созданы в середине 18 века трудами гениального русского ученого академика Михаила Васильевича Ломоносова. М. В. Ломоносов отверг господствовавшую ранее лженаучную, метафизическую теорию теплорода , заложил своими теоретическими трудами и экспериментальными работами основы современной молекулярнокинетической теории вещества и механической теории теплоты и установил взаимосвязь между тепловой и механической энергией, как одно из проявлений всеобщего закона сохранения и превращения энергии. Вслед за работами М. В. Ломоносова великий русский изобретатель И. И. Ползунов создал первую в мире универсальную паровую машину (паросиловую установку), опередив в этом деле на два десятилетия англичанина Уатта. Таким образом, Россия является родиной двух крупнейших открытий, положивпгах начало развитию науки [c.9]

Так появились машины, которые состоят из приводной части, преобразующей различные виды энергии в энергию движения, исполнительных механизмов — рабочих органов, выполняющих полезную работу, и механических передач, которые передают энергию движения от приводной части машины к рабочим органам. [c.148]

Экспериментальным обоснованием первого закона является опыт Джоуля, который доказал эквивалентность механической и тепловой энергий, продемонстрировав возможность полного превращения механической работы в тепло. Если тепло рассматривать как одну из форм энергии, то его необходимо учитывать и при формулировке закона сохранения энергии. Первый закон термодинамики как раз и является, в частности, законом сохранения тепловой и механической энергй , [c.15]

Для изучения ироцгссов превращения тепла в работу в тепловых двигателях, кроме пяти параметров р, V, Г, и и I, вводят еще один — энтропию (обозначается ). Название этого параметра происходит от греческого слова тропос , что значит превращение . Из последующего будет видно, что для исследования процессов превращения тепловой и механической энергий в тепловых машинах широко используют именно этот параметр состояния газа. Значения,энтропии для различных газов и широко используемых газовых смесей подсчитывают по особым формулам и сводят в таблицы используют вычисленные значения и для составления расчетных диаграмм. [c.27]

С геометрической точки зрения работа (количество механической энергии) интерпретируется площадью под графиком процесса в У-р-координатах (индикаторная диаграмма). Для сжатия рабочего тела требуется подвод к поршню (рис. 8.1) энергии в механической форме извне. Эту работу по сжатию ра1бочего тела считают отрицательной величиной (знак указывает только на то, что работа совершается не рабочим телом, а окружающей средой над ним). Если рабочее тело расширяется, оно само совершает работу над поршнем, которую считают положительной. Следовательно, чтобы цикл имел максимально возможный КПД, необходимо получить максимум работы при расширении рабочего тела и затратить минимум работы при его сжатии. [c.13]

Достигнуты успехи в исследовании физических источников тока — устройств, преобразующих солнечную, тепловую, электромагнитную, радиационного излучения и механическую энергии в электрическую производят термогенераторы, фотоэлектрические батареи. Созданы образцы атомных батарей. Уже работают радиоизотропные термоэлектрогенераторы (РИТЭГ). [c.13]

Наука, которая изучает методы получения, преобразования, перепаяй и использования теплоты, а также принципы действия и конструктивные особенности тепло- и парогенераторов, тепловых машин, аппаратов и устройств, называется теплотехникой. В развитии теплотехники и ее теоретических основ большая заслуга принадлежит русским ученым, инженерам и изобретателям. Научные представления в области теории теплоты были впервые обоснованы в середине ХУ1П в. М. В. Ломоносовым, который своими теоретическими исследованиями и экспериментальными работами создал основы молекулярно-кинетической теории вещества и установил взаимосвязь между тепловой и механической энергией как одну из форм проявления открытого им всеобщего закона сохранения и превращения энергии. [c.4]

Результаты тщательно проведенных экспериментов Джеймса Прескотта Джоуля, опубликованные в 1847 г., не оставили пи малейших сомнений в том, что теплота не какая-то неразрушимая субстанция, она может преобразовываться в механическую энергию, и наоборот [5,6]. Кроме того, Джоуль показал, что между количеством теплоты и механической энергией (работой) Существует эквивалентность в следующем смысле некоторое количество механической энергии, независимо от конкретных способов превращения, всегда производит одно и то же количество теплоты (4,184 Дж работы (энергии) производят 1 кал теплоты). Это означало, что теплоту и механическую энергию можно было считать различными проявлениями одной и той же физической величины — энергии . [c.46]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...