Hvordan er det energikilde brukes til mekanisk energi?

Hvordan er det energikilde brukes til mekanisk energi?


Energi er evnen til å utføre arbeid. Det kan ta mange ulike former. Energi fra bevegelse kalles kinetisk energi, mens energi at et objekt har på grunn av sin beliggenhet er kalt potensiell energi. Den totale mekaniske energi til et objekt er summen av den potensielle og kinetiske energi. Energien som er lagret i andre former som kjemisk energi kan omdannes til mekanisk energi.

Kjemisk energi

Kjemisk potensiell energi er energien som er lagret i bindinger mellom atomer. Når disse atomene ta del i kjemiske reaksjoner obligasjonene er omarrangert og energi kan frigjøres. Forbrenning er en vanlig type av kjemisk reaksjon som frigjør varme og lys. I bilmotorer og andre lignende maskiner, brennende bensin inne i sylindrene ut en stor mengde varme, noe som dramatisk endre trykket inne i sylinderen og derved driver stempelet ned i sylinderen for å slå en veivaksel, for derved å omdanne kjemisk energi til mekanisk energi. Varme brenning kraftverk også konvertere kjemisk energi til mekanisk energi ved hjelp av varme fra forbrenningen til å produsere damp som kan drive en turbin.

Motors

Den enkleste form for motor er en løkke av tråd i et magnetisk felt, slik som felt mellom to stavmagneter. Når strøm går gjennom ledningssløyfe det skaper et magnetisk felt. De motstridende magnetfelt skaper krefter på de to halvdelene av loopen av wire som forårsaker det å snu. Mens de fleste motorer er noe mer komplisert, har de alle virke gjennom den samme grunnleggende prinsipp. Elektriske motorer omdanne elektrisk energi til mekanisk energi, ettersom den elektriske energien til strømmen i ledningen brukes til å skru en aksel.

termo~~POS=TRUNC

Termodynamikk er den grenen av fysikken som studerer hvordan varme omdannes til mekanisk energi - og vice versa. Det er tre grunnleggende termodynamiske lover: Energi kan verken oppstå eller forsvinne, øker entropien et lukket system alltid over tid, og det er umulig å kjøle et system for å absolutt null med et endelig antall prosesser. Fra den første lov, vet vi at endringen i indre energi av et system - dvs. dets temperatur og trykk - må alltid være lik summen av varmen som er tilført eller fjernet fra systemet og det mekaniske arbeid som utføres av systemet.

Heat Engines

Varmemotorer slå av varmeenergi til mekanisk energi. Kraftverk, dieselmotorer og dampmaskiner er alle vanlige eksempler. Varme motorer opererer typisk i en syklus. Først varme fra en annen prosess - forbrenning i biler, for eksempel, eller kjernefisjon i kjernekraftverk - tilsettes til en gass. Gassen utvider seg i samsvar med formelen PV = nRT, hvor P er trykket, V er volumet, n representerer mengden av gass, er R en konstant og T er temperaturen. Når den blir større, vil ikke gassen mekaniske arbeidet - for eksempel ved å drive en turbin. På dette punkt del av den varme som ikke kan brukes til å utføre arbeid er oppbrukt eller utvist; i et kraftverk, for eksempel, er dampen fra turbinen kondenseres tilbake i vannet. Herfra syklusen kan gjenta igjen.

Effektivitet

Dessverre, på grunn av de termodynamiske lover, ingen varme motoren noensinne kan operere på 100 prosent effektivitet. Takk til friksjon og andre tap, typiske motorer operere på godt under 100 prosent effektivitet. Det samme gjelder for andre energiomforming enheter som motorer; til slutt, på grunn av friksjon og andre tap, er vi alltid miste en betydelig del av energien vi bruker når vi konvertere fra andre former for energi til mekanisk energi.