energia - CHAHOR.pl

ENERGIA W PIGUŁCE
1. PRACA mechaniczna jest wykonywana wówczas, gdy działającej sile
4. ENERGIĘ POTENCJALNĄ SPRĘŻYSTOŚCI posiadają odkształcone
ciała sprężyste.
towarzyszy przesunięcie (przemieszczenie) ciała (lub jego odkształcenie)
W =F⋅s
a) jednostka pracy jest 1J (dżul), 1J =1N·1m
b)pracę wykonaną podczas podnoszenia (opuszczania) ciała oblicza się
mnożąc jego ciężar przez wysokość:
E s=
k⋅x 2
2
• jej wartość zależy od właściwości sprężystych ciała, opisywanych przez współczynnik sprężystości "k" oraz stopnia jego
deformacji (wydłużenia, skrócenia itp) "x"
5. Sumę energii kinetycznej i potencjalnej ciała nazywa się energią
mechaniczną
6. ZASADA ZACHOWANIA ENERGII stwierdza, że całkowita ilość
energii (również mechanicznej) w izolowanym układzie ciał nie
Uwaga: Wzór ten obowiązuje niezależnie od tego, w jaki sposób i po jakim
ulega zmianie.
W = m·g·h
•
torze ciało pokonało tą wysokość.
c) graficznie pracę można wyznaczyć obliczając pole figury pod wykresem siły
d)aby wykonać pracę konieczne jest zużycie energii, przy założeniu, że
nie ma strat, zmiana energii ciała (układu) jest równa wykonanej
pracy:
ΔE = W
2. ENERGIĘ KINETYCZNĄ posiadają ciała będące w ruchu
a)jej wartość zależy od masy ciała i (szczególnie) prędkości
m⋅V
E kin=
2
2
b)ponieważ energia ta zależy od kwadratu prędkości, więc gdy prędkość
wzrasta np. 3 razy to energia aż 9!
c) jednostką energii (każdej), podobnie jak pracy jest dżul
3. ENERGIĘ POTENCJALNĄ CIĘŻKOŚCI (grawitacji) posiadają ciała znajdujące się powyżej wybranego poziomu odniesienia (podniesione na
pewną wysokość)
E pot =m⋅g⋅h
a)jej wartość zależy od masy ciała i wysokości (mierzonej względem
poziomu odniesienia),
b)im większa masa i wysokość tym ta energia ma większą wartość
c) jak widać wykonanie pracy podczas podnoszenia (p.1b) jest równe
zmianie tej energii
a)Podczas przemian energetycznych zmieniać się może forma
energii, jej kosztem może zostać wykonana praca, ale całkowita
ilość pozostaje stała.
•
PRZYKŁAD: podniesione ciało posiada Epot, która zamienia się
podczas spadku tego ciała w równą jej ilość Ekin: Epot = Ekin ( i na
odwrót – wyrzucone do góry ma Ekin, która zamienia się w Epot)
b)z zasady tej wynika, że energii się nie wytwarza, nie produkuje, a jedynie zmienia jedną jej formę na inną, zazwyczaj
łatwiejszą do wykorzystania
c) każdemu procesowi przemiany energii towarzyszą straty. Współczynnik sprawności η określa jaki % pobranej energii został
wykorzystany.
7. MOC określa w jakim czasie została wykonana praca (jak szybko)
P=
W
t
• jednostką mocy jest 1 W (wat) 1W = 1J / 1s
8. Maszyny proste, do których należą : dźwignia jedno i dwustronna,
blok ruchomy, kołowrót, przekładnie zębate i pasowe, klin, równia
pochyła pozwalają wykonać tą samą pracę przy użyciu
mniejszej siły (ale na dłuższej drodze)
• warunek równowagi dźwigni:
F1 · r 1 = F2 · r 2
• (po obu stronach dźwigni iloczyn siły i długości ramienia jest
jednakowy)
9. Jednym ze sposobów przekazywania energii jest ENERGIA CIEPLNA (CIEPŁO).
Warunkiem koniecznym, aby ciepło mogło przepływać między ciałami (substancjami) jest
istnienie RÓŻNICY TEMPERATUR (przy czym ciepło przepływa zawsze od ciała o temperaturze wyższej do ciała o temp. niższej)
a)ciepło może przepływać na skutek promieniowania, konwekcji lub przez bezpośrednie
przewodnictwo
b)ciepło pobrane przez ogrzewaną substancję zależy od jej masy, ciepła właściwego oraz
przyrostu temperatury
Q=m⋅c⋅T
c) w ten sam sposób oblicza się ciepło tracone przez stygnące ciało
d)ciepło właściwe określa, ile energii potrzeba do ogrzania 1kg danej substancji o 1oC.
•
im substancja ma większe cw, tym wolniej się nagrzewa, ale też dłużej stygnie.
10.Dopływ ciepła zwiększa ENERGIĘ WEWNĘTRZNA ciała (czyli sumę energii kinetycznej
i potencjalnej wszystkich cząstek substancji), analogicznie stygnące ciało zmniejsza swoją
energię wewn. Zmiana tej energii jest również możliwa poprzez wykonanie pracy (np. gaz
podczas rozprężania ochładza się, podczas sprężania - ogrzewa).
Ogólnie (I zasada termodynamiki)
ΔEw = Q + W
11.W procesach w których następuje przepływ energii cieplnej ciepło tracone przez ciało(a) X
jest pobierane przez ciało(a) Y. W układzie izolowanym ciepła te mają te same wartości,
a ich zestawienie nosi nazwę BILANSU CIEPLNEGO
Qx = Qy
mx cx ΔTx = my cy ΔTy
12.Do zmiany ciała stałego w ciecz potrzebna jest energia. Ciepło pobrane podczas procesu
topnienia zależy od masy ciała i ciepła topnienia
Q=m⋅c T
a)taka sama ilość energii jest oddawana przez ciecz podczas krzepnięcia (ciepło krystalizacji)
b)procesy te zachodzą (dla ciał o budowie krystalicznej) w stałej temperaturze
(na wykresie zależności temperatura - ciepło dostarczone/oddane przemianie odpowiada
pozioma linia)
13.Do zamiany cieczy w gaz również potrzebny jest dopływ energii. Chociaż ciecze parują
stale, to energię parowania oblicza się dla temperatury wrzenia, która mimo dopływu ciepła
nie zmienia się.
a)Ciepło pobrane podczas procesu wrzenia
(w temp. wrzenia)
zależy od masy ciała i ciepła topnienia
Q=m⋅c p
b)z tego samego wzoru korzysta się obliczając ciepło oddane przez skraplający się gaz.