Сохранение энергии в открытых системах

Сохранение энергии в открытых системах [c.326]

Сохранение энергии в закрытых и открытых системах. Первый закон термодинамики [c.26]

Второе затруднение. При -распаде непосредственно наблюдаются лишь выбрасываемые Р -частицы, которые вскоре после открытия радиоактивности были отождествлены с электронами. Эти выбрасываемые р-электроны, как указывалось выше, имеют всевозможные значения энергии от нуля и до Sq- Однако ядро как квантовомеханическая система должно суш,ествовать лишь в определенных энергетических состояниях. Наличие дискретных (линейчатых) спектров а-частиц и 7-квантов указывает на поразительную определенность энергетических состояний ядра. Поэтому каждому переходу ядра из начального (материнского) состояния в некоторое конечное (дочернее) состояние и в процессе Р-распада должно было бы соответствовать вполне определенное изменение энергии. Однако существование сплошного спектра р-частиц по значению энергии противоречит этому выводу. Сплошной характер Р-спектра находится как бы в противоречии с законом сохранения энергии, хотя во всех других ядерных процессах закон сохранения энергии выполняется строго. [c.237]

Первое начало термодинамики является математическим выражением количественной стороны закона сохранения и превращения энергии в применении к термодинамическим системам. Оно было установлено в результате экспериментальных и теоретических исследований в области физики и химии, завершающим этапом которых явилось открытие эквивалентности теплоты и работы, т. е. обнаружение того, что превращение теплоты в работу И работы в теплоту осуществляется всегда в одном и том же строго постоянном количественном соотношении. [c.36]

Рассмотренные принципы синергетики и основные простейшие подходы описания эволюции открытых систем полностью применимы к металлическим материалам, испытывающим различные эксплуатационные воздействия. Наличие в материале основного аккумулятора энергии в виде пластически деформированной зоны предразрушения до зарождения трещины и в вершине трещины при ее распространении обеспечивает устойчивое поведение материала вплоть до начала нестабильности. Сохранение устойчивого поведения материала при внешнем воздействии на стадии распространения трещины в течение значительного периода эксплуатации конструкции служит основной причиной тщательного анализа роли внешних условий воздействия, влияющих на устойчивость системы, что может вызвать процесс быстрого окончательного разрушения. На базе синергетического анализа появляется возможность управлять процессом эволюции состояния металла или элемента конструкции в условиях многопараметрического эксплуатационного воздействия и поддерживать устойчивость его поведения с развивающейся трещиной (поведения системы), по крайней мере, в период между двумя соседними эксплуатационными проверками с помощью методов неразрушающего контроля. [c.127]

Явление К. э. было открыто теоретически В. Томсоном в 1853 г. Метод его рассуждения заключался в применении закона сохранения энергии к контуру фиг. 1 как изолированной системе по этому закону для каждого момента времени полное изменение энергии (электростатической—в конденсаторе, электромагнитной—в среде,, окружающей провод, и тепловой— внутри провода) равно нулю. Отсюда Томсон получил ур-ие (колебаний) [c.265]

Производя эти наладочные работы, надо учитывать, что увеличение скорости воздуха и дальнобойности струй идет за счет энергии всасывания двигателя, т. е. за счет увеличения разрежения в системе. Найти наилучшее положение открытия фурм, числа п расположения их при сохранении невысокого разрежения при разных режимах нагрузки и разных характеристиках топлива — важное задание наладчику. [c.383]

Расчет параметров рабочего тела в КО осуществляется в два этапа. На первом этапе определяются массовые расходы через поверхности обмена каждого КО по параметрам на текущем временном слое при рассмотрении КО в качестве открытых термодинамических систем. На втором этапе каждый КО рассматривается как закрытая термодинамическая система, в которой определяются изменения параметров в соответствии с уравнениями сохранения массы, импульса и энергии. Замыкается расчет уравнением состояния. [c.9]

Из уравнения (14) в соответствии с законом сохранения энергии, впервые открытым выдающимся учёным М. В. Ломоносовым, следует, что полная энергия системы является величиной постоянной, ранной работе, затраченной на первоначальное сжатие пружины при выводе груза из состояния покоя. Эта энергия выражается графически площадью заштрихованного треугольника Р (фиг. 2,6) диаграммы деформации пружины. Кинетическая и потенциальная энергия системы, взаимно дополняя друг друга до некоторой по-ст0Я1 Н0Й величины, переходят одна в другую, причгм когда одна из них достигает максимума. другая обращается в нуль. Так, в момент перехода груза через среднее положение кинетическая энергия достигает максимума [выражение (12)], а потенциальная обращается в нуль в момент наибольшего отклонения груза их соотношение получается обратным. Зная соотношения К и /7, можно графически построить траекторию колеблющегося груза. [c.653]

Идеализированное понятие замкнутой системы нуждается в пояснении, связатшом с ролью флуктуаций в процессах природы. С учетом флуктуаций возможен такой случай, когда динамическое равновесие иа границах системы гарантирует сохранение энергии в системе только в среднем. Изменягощееся при флуктуациях соотпошение потоков энергии во времени меняет её поведение - система открытая, хотя в среднем энергия в ней сохраняется неизменной. Открытые системы такого типа подробно рассмотрены в [23]. [c.14]

Пример 1. Динамика химического реактора [4]. Рассмотрим модель химического реактора, который представляет собою открытую гомогенную систему полного перемешивания. В такой системе происходит непрерывный массо-и теплообмен с окружающей средой (открытая система), а химические реакции протекают в пределах одной фазы (гомогенность). Условие идеального перемешивания позволяет описывать все процессы при помощи дифференциальных уравнений в полных производных. Предположим, что рассматриваемый химический реактор — эго емкость, в которую непрерывно подается вещество А с концентрацией Хд и температурой г/ ). Пусть в результате химической реакции А В h Q образуется продукт В и выделяется тепло Q, а смесь продукта и реагента выводится из системы со скоростью, характеризуемой величиной X. Тепло, образующееся в результате реакции, отводится потоком вещества и посредством теплопередачи через стенку реактора. Условия теплопередачи характеризуются температурой стенки у и коэффициентом со. Для составления уравнений динамики химического реактора воспользуемся законами химической кинетики, выражающими зависимость скорости химического превращения от концентраций реагирующих веществ и от температуры, законом сслранения массы (условие материального баланса), а также законом сохранения энергии (условие теплового баланса реактора). [c.53]

Из сказанного выше можно сделать вывод, что в неевклидовом неоднородном пространстве-времени закон сохранения энергии может нарушаться. Не удивительно поэтому предположение профессора Н. А. Козырева, что ход времени может быть источником энергии . Из-за искривленности пространства-времени ход времени , не изменяя общего количества движения в системе, может создавать дополнительные напряжения... и тем самым менять ее потенциальную и полную энергию . Об этом же говорит и профессор В. С. Готт Уже сейчас существуют возможности открытия новых видов энергии как в микромире, так и в мегамире. Вполне реально, что будут обнаружены новые виды энергии, обусловливающие излучение Солнца, наряду с энергией, имеющей свой источник в термоядерных реакциях. Не исключено открытие новых видов энергии н во внегалактических взаимодействиях . Однако проблема эта сложна и не разработана пока в должной мере. [c.180]

По существу уже в работе 1760 г., посвященной применению принципа наименьшего действия в динамике с использованием исчисления вариаций он с единой точки зрения выводит законы сохранения импульса и момента импульса на основе евклидовой симметрии пространства. Исходным при этом является принцип наименьшего действия, предполагающий выполнение закона сохранения энергии. На этой основе Лагранж получает прообраз своей общей формулы динамики , а затем, рассматривая в качестве допустимых виртуальных перемещений бесконечно малые сдвиги системы вдоль декар товых осей X, у, гж бесконечно малые вращения вокруг этих осей, получает в отсутствие внешних сил законы сохранения импульса и момента импульса. В работе 1777 г. он снова возвращается к открытому им методу вывода законов сохранения из евклидовой симметрии пространства, формулируя, однако, требования симметрии в отношении введенной им (и несколько ранее Д. Бернулли ) потенциальной или силовой функции системы. Б обеих его работах оставалась невыясненной симметрия закона сохранения энергии, а симметрии законов сохранения импульса и движения центра тяжести отождествлялись, совпадая с трансляционной симметрией пространства. [c.226]

Детерминированный хаос характеризуется наличием периодического процесса, траектория которого воспроизводится, т.е. после повторения начального состояния вновь воспроизводится одна и Та же траектория, независимо от ее сложности. Это позволяет по параметрам одного из периодов повторения траектории прогнозировать будущее. Однако при этом необходимо учитывать свойства равновесных и неравновес-ных систем. Неравновесные открытые системы допускают новые структурные состояния. Диссипативные системы независимо от вида устойчивости вызывают уменьшение фазового объема во времени до нуля. Так что диссипативная система может переходить в упорядоченное состояние в результате неустойчивости предыдущего неупорядоченного состояния. Первоначально устойчивая диссипативная структура в процессе своей эволюции достигает критического состояния, отвечающего порогу устойчивости структуры, начинает осцилировать, а возникающие в ней флуктуации приводят к самоорганизации новой, более устойчивой структуры на данном иерархическом уровне эволюции. При этом важным является тот факт, что как и в биологических системах, переходы устойчивость - неустойчивость - устойчивость контролируются кумулятивной обратной связью. Она отличается от регулируемой извне обратной связью тем, что позволяет самоорганизовывать такую внутреннюю структуру, которая повышает степень ее организации. Таким образом, кумулятивная обратная связь за счет накопленной внутренней энергии позволяет системе осуществлять не просто обратное взаимодействие, учитывающее полученную информацию о предыдущем критическом состоянии, но и обеспечивать сохранение или повышение организованности структуры. Такой характер эволюции динамической [c.21]

Происходящие в природе превращение одного вида энергии в другой следуют закону сохранения и превращения энергии, открытому Ломоносовым в середине XVIII столетия. Этот принцип указывает на то, что определенному количеству одной формы энергии всегда соответствует эквивалентное количество другой формы энергии. Справедливость этого подтверждается наблюдениями над всеми явлениями природы. Так как вселенную можно рассматривать как совокупность безграничного числа материальных систем, то высказанное положение по отношению к отдельным системам, естественно, имеет основание быть распространенным на все системы. [c.23]

Как известно, закон сохранения энергии можно сформулировать в следующей несколько видоизмененной форме при всех процессах преобразования энергии сумма всех видов энергии, з аствующих в данном процессе, должна оставаться неизменной. Такая формулировка, хотя и не допускает возможности создания энергии из ничего, однако оставляет открытым другой путь реализации вечного двигателя, принцип работы которого основывался бы на идеальном преобразовании одной формы энергии в другую. Поэтому можно предложить, например, такой рабочий цикл пусть в паровой машине (турбине, двигателе внутреннего сгорания или каком-либо ином тепловом двигателе) мы затрачиваем некоторое количество теплоты на совершение определенной механической работы далее, полученную механическую энергию вновь преобразуем в тепло, нагревая с ее помощью пар и приводя им в действие паровую машину (турбину), и т.д. Понятно, что подобный цикл превращения энергии можно повторять бесконечно ведь энергия данной системы с течением времени не увеличивается и не уменьшается. [c.182]

К этому сводится непосредственный результат опытов Джоуля я им подобных, приведших к открытию закона сохранения энергии. Из приведенной форлгупировки вытекает невозможность вечного двигателя первого рода (т. е. устройства, позволяющего получать положительную работу без какого-либо изменения в состояниях тел) ). Действительно, если начальное и конечное состояния системы одииаковы, то работа будет равна нулю. [c.21]

Междисциплинарная мезомеханика базируется на рассмотрении деформированного твердого тела как детерминантной системь , подобной биологической системе при достижении критического состояния в точках бифуркаций, характеризующих переход от одной стадии деформации к другой. Детерминантные системы в биологии - это такие системы, для которых конечный результат детерминируется в процессе взаимодействия элементов памяти с внешними специфическими для данной системы сигналами [80]. Детерминантные системы для своего развития требуют постоянного притока энергии и вещества из окружающей среды. Это свойство и определяет открытость биологических систем. Другое свойство детерминантных систем заключается в том, что биологический объект функционирует до тех пор пока поле внешних воздействий (окружающая среда) не нарушает состояния его природного гомеостаза. Системный подход в биологии с использованием представлений о детерминантных системах позволяет описать механизмы влияния внешних воздействий на сохранение жизнеспособности системы, например, устанавливать влияние стресса на развитие патологических процессов в живом организме [80]. [c.44]

Такие системы наряду с обычным обменом энергией и негэнтропией с внешним окружением, необходимым для сохранения открытой самоорганизованной структуры, получают возможность информационного развития, т.е. усложнения и совершенствования своего управления. Этот процесс связан с усложнением управляющей части, т.е. появлением в ней новых степеней свободы или параметров порядка за счет все новых бифуркаций. Феноменологически этот процесс можно охарактеризовать как получение дополнительной информации от неравновесного внешнего мира. [c.345]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...