Mājas ❯ Viss Definīcijas ❯ Aprēķins ❯ Reālās pasaules lietojumprogrammas ❯ Darbība Definīcija
Darbība Definīcija
Fizikā darbs ir spēka un pārvietošanas produkts. Tiek apgalvots, ka spēks darbojas, ja, rīkojoties, tiek pārvietots pielietojuma punkts spēka virzienā.
Piemēram, kad bumba tiek turēta virs zemes un pēc tam nokrita, darbs, kas tiek veikts uz bumbas, kad tā nokrīt, ir vienāds ar bumbiņas (spēka) svaru, kas reizināts ar attālumu līdz zemei (pārvietojums). Kad spēks F ir nemainīgs un leņķis starp spēku un pārvietojumu S ir θ, tad paveikto darbu dod w = fs cos θ.
Darbs nodod enerģiju no vienas vietas uz otru vai vienu formu uz otru. SI darba vienība ir joule (j) .
Elektriskais darbs
Elektriskais darbs ir darbs, ko veic uz lādētas daļiņas, izmantojot elektrisko lauku. Elektriskā darba vienādojums ir līdzvērtīgs mehāniskajam darbam:
Kur Q ir daļiņas lādiņš, q vienības lādiņš, E elektriskais lauks, kas vietā ir spēks šajā vietā, kas dalīts ar vienības (“testa”) lādiņu, fe ir kulons (elektriskais) spēks, r ir pārvietojums un ∙ ir dot produkts .
Elektriskais darbs uz uzlādes vienību, pārvietojot nenozīmīgu testa lādiņu starp diviem punktiem, tiek definēts kā spriegums starp šiem punktiem. Darbu var veikt ar elektroķīmiskām ierīcēm (elektroķīmiskās šūnas) vai dažādiem metālu savienojumiem, kas rada elektromotīvo spēku.
Termodinamiskais darbs
Termodinamikā sistēmas veiktu darbu enerģija tiek pārnesta uz tās apkārtni, mehānisms, ar kura palīdzību sistēma var spontāni izdarīt makroskopiskus spēkus tās apkārtnei, kur var izmērīt šos spēkus un to ārējo iedarbību. Apkārtnē, izmantojot piemērotas pasīvas saites, viss šāds spēku darbs var pacelt svaru. Arī tikai ar šādiem mehānismiem enerģija var pāriet no apkārtnes uz sistēmu; Fizikā izmantotajā zīmes konvencijā (lai arī ķīmija izmanto pretēju zīmju konvenciju) šāda enerģijas pārnešana tiek uzskatīta par negatīvu darba daudzumu, ko sistēma veic apkārtnē.
Ārēji izmērītie spēki un ārējie efekti var būt elektromagnētiski, gravitācijas vai spiediena/tilpuma vai citi makroskopiski mehāniski mainīgie. Termodinamiskajam darbam šos ārēji izmērītos daudzumus precīzi saskaņo ar sistēmas makroskopiskā iekšējā stāvokļa mainīgo vērtību vai ieguldījumu izmaiņām, kas vienmēr notiek konjugētos pāros, piemēram, spiedienam un tilpumam vai magnētiskās plūsmas blīvumam un magnetizācijai.
Ar ārēju sistēmu, kas atrodas apkārtnē, ne vienmēr ir termodinamiskā sistēma, kā to stingri nosaka parastie termodinamiskā stāvokļa mainīgie, pretējā gadījumā, nevis matērijas pārnešanai, var teikt, ka darbs tiek veikts ar termodinamisko sistēmu. Daļai šāda apkārtnes definētajam darbam var būt mehānisms, tāpat kā sistēmas noteiktajam termodinamiskajam darbam, ko veic sistēmā, bet pārējā šāda apkārtnes definētais darbs parādās termodinamiskajā sistēmā, nevis kā negatīvs termodinamiskā darba daudzums tas, bet drīzāk, kā siltums uz to pārnesta. Joule airu maisīšanas eksperimenti sniedz piemēru, kas ilustrē izohoriskā (vai nemainīgā tilpuma) mehāniskā darba jēdzienu, šajā gadījumā dažreiz sauc par vārpstas darbu. Šāds darbs nav termodinamisks darbs, kā šeit definēts, jo tas darbojas caur berzi, termodinamiskās sistēmas iekšpusē un uz tās virsmas un tā nedarbojas caur makroskopiskiem spēkiem, kurus sistēma var spontāni izmantot apkārtnē, un to raksturo tā stāvokļa mainīgie Apvidū Apkārtnes definēts darbs var būt arī nemechanisks. Kā piemēru var minēt Joule sildīšanu, jo tā notiek caur berzi, kad elektriskā strāva iziet caur termodinamisko sistēmu. Kad tas tiek izdarīts aizohoriski un neatkarīgi no tā, ka tas netiek pārsūtīts, šāda enerģijas pārnešana tiek uzskatīta par siltuma pārnešanu interešu sistēmā.
Termodinamiskais darbs ir specializēta darba koncepcijas versija fizikā. Mērīšanas SI sistēmā darbu mēra džoulos (J). Darba veikšanas ātrums ir spēks.
Avoti
“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).