Hjem ❯ Alle Definisjoner ❯ Kalkulus ❯ Applikasjoner fra den virkelige verden ❯ Arbeid Definisjon
Arbeid Definisjon
I fysikk er arbeid produktet av kraft og forskyvning. En styrke sies å gjøre arbeid hvis det, når du handler, er en forskyvning av søknadspunktet i retning av styrken.
For eksempel, når en ball holdes over bakken og deretter falt, er arbeidet som er utført på ballen når den faller lik vekten av ballen (en kraft) multiplisert med avstanden til bakken (en forskyvning). Når kraften F er konstant og vinkelen mellom kraften og forskyvningen S er θ ;,, blir arbeidet som er gjort av W = fs cos θ ;.
Arbeid overfører energi fra et sted til et annet, eller en form til en annen. SI -arbeidsenheten er Joule (j) .
Elektrisk arbeid
Elektrisk arbeid er arbeidet som er utført på en ladet partikkel av et elektrisk felt. Ligningen for elektrisk arbeid tilsvarer det for mekanisk arbeid:
Der q er ladningen for partikkelen, q enhetsladningen, e det elektriske feltet, som på et sted er kraften på det stedet delt på en enhet ('test') ladning, er Fe coulomb (elektrisk) kraft, r er forskyvningen og ∙ er dot -produktet .
Det elektriske arbeidet per ladeenhet, når du flytter en ubetydelig testladning mellom to punkter, er definert som spenningen mellom disse punktene. Arbeidet kan utføres av elektrokjemiske enheter (elektrokjemiske celler) eller forskjellige metaller veikryss som genererer en elektromotorisk kraft.
Termodynamisk arbeid
I termodynamikk er arbeid utført av et system energi overført av systemet til omgivelsene, av en mekanisme som systemet spontant kan utøve makroskopiske krefter på omgivelsene, der disse kreftene og deres ytre effekter kan måles. I omgivelsene, gjennom passende passive koblinger, kan hele arbeidet som er utført av slike krefter løfte en vekt. Bare gjennom slike mekanismer kan energi overføres fra omgivelsene til systemet; I et tegnkonvensjon som brukes i fysikk (selv om kjemi bruker den motsatte tegnkonvensjonen), regnes slik energioverføring som en negativ mengde arbeid utført av systemet på omgivelsene.
De eksternt målte kreftene og ytre effekter kan være elektromagnetiske, gravitasjons- eller trykk/volum eller andre makroskopisk mekaniske variabler. For termodynamisk arbeid er disse eksternt målte mengdene nøyaktig matchet av verdier av eller bidrag til endringer i makroskopiske interne tilstandsvariabler i systemet, som alltid forekommer i konjugatpar, for eksempel trykk og volum eller magnetisk flukstetthet og magnetisering.
Av et eksternt system som ligger i omgivelsene, ikke nødvendigvis et termodynamisk system som strengt definert av de vanlige termodynamiske tilstandsvariablene, ellers enn ved overføring av materie, kan arbeid sies å bli gjort på et termodynamisk system. En del av slike omgivelser-definerte arbeid kan ha en mekanisme akkurat som for systemdefinert termodynamisk arbeid utført av systemet, mens resten av slike omgivelser definerte arbeid vises, for det termodynamiske systemet, ikke som en negativ mengde termodynamisk arbeid utført av av det, men snarere, som varme overført til den. Padle omrørende eksperimenter fra Joule gir et eksempel, som illustrerer konseptet isokorisk (eller konstant volum) mekanisk arbeid, i dette tilfellet noen ganger kalt akselarbeid. Slikt arbeid er ikke termodynamisk arbeid som definert her, fordi det virker gjennom friksjon, innenfor og på overflaten av det termodynamiske systemet, og ikke virker gjennom makroskopiske krefter som systemet spontant kan utøve på omgivelsene, beskrives av sine tilstandsvariabler . Omgivelser definert arbeid kan også være ikke-mekanisk. Et eksempel er jouleoppvarming, fordi det skjer gjennom friksjon når den elektriske strømmen passerer gjennom det termodynamiske systemet. Når det blir gjort isokorisk, og uansett overføres, blir en slik energioverføring sett på som en varmeoverføring til interesseanlegget.
Termodynamisk arbeid er en spesialisert versjon av begrepet arbeid i fysikk. I SI -målingssystemet måles arbeid i Joules (J). Hastigheten som arbeid utføres er strøm.
Kilder
“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).