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Arbeiten Definition
In der Physik ist die Arbeit das Produkt von Kraft und Verdrängung. Es wird gesagt, dass eine Kraft funktioniert, um zu arbeiten, wenn, wenn, wenn wir handeln, eine Verschiebung des Anwendungspunkts in Richtung der Kraft ist.
Wenn beispielsweise ein Ball über dem Boden gehalten und dann fallen gelassen wird, ist die Arbeit am Ball, wenn er fällt, dem Gewicht des Balls (eine Kraft) multipliziert mit der Entfernung zum Boden (eine Verschiebung). Wenn die Kraft F konstant ist und der Winkel zwischen der Kraft und der Verschiebung s ist, ist die geleistete Arbeit durch w = fs cos θ.
Arbeit transferiert Energie von einem Ort zum anderen oder einem Formular an einem anderen. Die SI-Arbeitseinheit ist die joule (j) .
Elektrische Arbeit
Elektrische arbeit ist die arbeit, die ein elektrisches feld an einem geladenen teilchen verrichtet. Die gleichung für elektrische arbeit ist äquivalent zu der für mechanische arbeit:
Wobei q die Ladung des Partikels ist, q die Einheitsladung, das elektrische Feld, das an einem Ort an diesem Ort an diesem Ort ist, der an diesem Ort ist, der durch eine Einheit geteilt wird ("Test"), Fe ist der Coulomb (elektrische) Kraft, R ist die Verschiebung und ∙ ist das dot-Produkt .
Die elektrische Arbeit pro Ladungseinheit wird beim Verschieben einer vernachlässigbaren Testladung zwischen zwei Punkten als Spannung zwischen diesen Punkten definiert. Die Arbeit kann durch elektrochemische Vorrichtungen (elektrochemische Zellen) oder unterschiedliche Metallegekreuzungen erfolgen, die eine elektromotorische Kraft erzeugen.
Thermodynamische Arbeit
In der Thermodynamik ist die von einem System ausgeführten Arbeiten Energie, die von dem System in seine Umgebung übertragen wird, durch einen Mechanismus, durch den das System spontan makroskopische Kräfte auf seine Umgebung ausüben kann, wo diese Kräfte und ihre externen Effekte gemessen werden können. In der Umgebung kann durch geeignete passive Verbindungen die gesamte Arbeit, die von solchen Kräften durchgeführt wird, ein Gewicht anheben. Gleich durch solche Mechanismen kann Energie von der Umgebung in das System übertragen; In einem in der Physik verwendeten Zeichenübereinkommen (obwohl die Chemie das entgegengesetzte Vorzeicheneinkommen verwendet), wird eine solche Energieübertragung als negativer Betrag an Arbeiten, der vom System auf seiner Umgebung durchgeführt wird.
Die extern gemessenen Kräfte und externen Wirkungen können elektromagnetisch, Gravitation oder Druck / Volumen oder andere makroskopisch mechanische Variablen sein. Für thermodynamische Arbeiten werden diese extern gemessenen Mengen genau von Werten oder Beiträge zu Änderungen in makroskopischen internen Zustandsvariablen des Systems angepasst, die immer in konjugierten Paaren auftreten, beispielsweise Druck und Volumen- oder Magnetflussdichte und Magnetisierung.
Durch ein externes System, das in der Umgebung liegt, ist nicht notwendigerweise ein thermodynamisches System, das durch die üblichen thermodynamischen Zustandsvariablen streng definiert ist, ansonsten, ansonsten durch Übertragung von Materie, auf einem thermodynamischen System erfolgen. Ein Teil dieser Umgebung definierte Arbeit kann einen Mechanismus haben, genauso wie für systemdefinierte thermodynamische Arbeiten, die vom System erfolgt, während der Rest dieser umgebenden umgebenden Arbeit auf das thermodynamische System erscheint, nicht als negative Menge an thermodynamischen Arbeiten es, aber eher als Wärme, die darauf übertragen wird. Die Paddelrührexperimente von Joule bieten ein Beispiel, das das Konzept von isochorischem (oder konstantem Volumen) mechanischen Arbeiten darstellt, in diesem Fall manchmal als Wellenarbeit bezeichnet. Eine solche Arbeit ist nicht thermodynamische Arbeiten wie hier definiert, da es durch Reibung, innerhalb des thermodynamischen Systems, und auf der Oberfläche des thermodynamischen Systems definiert ist, und wirkt nicht durch makroskopische Kräfte, die das System spontan auf seine Umgebung ausüben kann, die durch seine Zustandsvariablen beschreibbar ist . Die Umgebung definierte Arbeit kann auch nicht mechanisch sein. Ein Beispiel ist eine Jouleheizung, da sie durch Reibung erfolgt, da der elektrische Strom durch das thermodynamische System durchläuft. Wenn es isochorisch gemacht wird, und egal wird, dass eine solche Energieübertragung als Wärmeübertragung in das interessierende System angesehen wird.
Thermodynamische Arbeit ist eine spezialisierte Version des Arbeitskonzepts der Physik. In dem SI-Messsystem wird die Arbeit in Joules (J) gemessen. Die Rate, mit der Arbeiten durchgeführt wird, ist Leistung.
Quellen
“Work (Physics).” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 13 Apr. 2020, en.wikipedia.org/wiki/Work_(physics).
“Work (Electrical).” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 19 Feb. 2020, en.wikipedia.org/wiki/Work_(electrical).
“Work (Thermodynamics).” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 23 Mar. 2020, en.wikipedia.org/wiki/Work_(thermodynamics).