PRACA, MOC, ENERGIA Praca jest to iloczyn wartości działającej

PRACA, MOC, ENERGIA
Praca jest to iloczyn wartości działającej siły i drogi przebytej przez ciało, gdy kierunek siły jest
równoległy do kierunku przesunięcia.
W=F.s
[dżul
W – praca [ J ]
J = N . m]
F=W:s
F – siła [ N ]
s=W:F
s – droga [ m ]
Moc informuje nas jak szybko dana praca jest wykonywana.
P=W:t
[wat W = J : s]
P – moc [ W ]
W=P.t
W – praca [ J ]
t=W:P
t – czas [ s ]
Energia opisuje stan fizyczny ciała i występuje w wielu formach. Ciało może zmienić swój stan
energetyczny, przekazując część energii w formie pracy lub ciepła.
ΔE=W
zużyta energia = pracy wykonywanej kosztem energii
Energia potencjalna ciężkości jest to energia każdego układu ciał oddziałujących wzajemnie siłami
grawitacji.
Ep = m.g.h
m – masa [ kg ]
g – przyspieszenie ziemskie [ m/s2 ]
h – wysokość [ m ]
Energia potencjalna sprężystości jest to energia mechaniczna ciał oddziałujących siłami
sprężystości.
Energia kinetyczna jest to energia każdego ciała, które jest w ruchu.
v – prędkość [m/s]
m – masa [kg]
Zasada zachowania energii. W izolowanym układzie suma wszystkich rodzajów energii jest stała.
Może zachodzić przemiana jednego rodzaju energii w drugi lub przechodzić z jednego układu ciał
w drugi.
Zgodnie z tą zasadą podczas swobodnego spadku energia potencjalna, którą ciało posiada na
wysokości h jest równa energii kinetycznej ciała tuż nad powierzchnią ziemi.
m.g.h =
Energia wewnętrzna to suma wszystkich rodzajów energii cząsteczek danego ciała.
Pierwsza zasada termodynamiki. Zmiana energii wewnętrznej (ΔE) ciała lub układu ciał jest równa
sumie dostarczonego ciepła (Q) i pracy (W) wykonanej nad ciałem przez siły zewnętrzne.
ΔE = Q + W
Sposoby przekazywania energii:
 przewodnictwo cieplne polega na przekazywaniu energii (poprzez zderzenia cząsteczek)
z ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej temperaturze, podczas gdy te ciała stykają się
z sobą,
 konwekcja polega na unoszeniu się do góry cząsteczek ogrzanych ciał,
 promieniowanie to przekazywanie energii od ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej
temperaturze, do którego nie jest potrzebny żaden ośrodek materialny.
Ciepło może być dostarczone lub odebrane z układu ciał. Ilość ciepła obliczamy ze wzoru:
Q = cw . m . ΔT
cw - ciepło właściwe [J/kg.K ]
m – masa ciała [ kg ]
ΔT – zmiana (przyrost) temperatury [˚C]
Ciepło właściwe ciała to ilość ciepła, która jest potrzebna do zmiany temperatury ciała o masie 1 kg
o 1˚C lub o 1 K. Ciepło właściwe jest charakterystyczne dla danego rodzaju substancji.
Jednostką ciepła właściwego jest: J/kg.K
Ciepło właściwe wody wynosi: 4200 J/kg.K
Ciepło topnienia jest to ilość ciepła pobrana z otoczenia do zamiany 1 kg ciała stałego w ciecz
w stałej temperaturze, równej temperaturze topnienia tej substancji.
Ciepło krzepnięcia jest to ilość ciepła, która została oddana do otoczenia podczas zamiany 1 kg
cieczy w ciało stałe w stałej temperaturze, równej temperaturze krzepnięcia tej substancji.
Dla tej samej substancji temperatura topnienia i temperatura krzepnięcia są takie same.
Oznacza to, że: ct = ck
Ciepło parowania jest to ilość ciepła pobrana z otoczenia do zamiany 1 kg cieczy w parę w stałej
temperaturze równej, temperaturze wrzenia tej substancji.
Ciepło skraplania jest to ilość ciepła, która została oddana do otoczenia podczas zamiany 1 kg pary
w ciecz w stałej temperaturze, równej temperaturze skraplania tej substancji.
Dla tej samej substancji temperatura wrzenia i temperatura skraplania są takie same.
Oznacza to, że: cp = cs
Ciepło topnienia, krzepnięcia, parowania i skraplania mają taką samą jednostkę: J/kg
Bilans cieplny – Gdy zetkniemy ze sobą dwa ciała o różnych temperaturach T1 i T2, to zachodzi
pomiędzy nimi wymiana ciepła Q tak długo, aż temperatury wszystkich ciał się wyrównają (T3).
ciepło oddane (stracone) = ciepło pobrane
c1 . m1.(T1 – T3) = c2 . m2.(T3 – T2)
Małgorzata Budzik