Дом ❯ Все Определения ❯ Исчисление ❯ Реальные приложения ❯ Работа Определение
Работа Определение
В физике работа есть произведение силы и перемещения. Говорят, что сила совершает работу, если при действии происходит смещение точки приложения в направлении действия силы.
Например, когда мяч удерживается над землей, а затем падает, работа, совершаемая над мячом при падении, равна произведению веса мяча (силы) на расстояние до земли (перемещение). Когда сила F постоянна, а угол между силой и перемещением s равен θ, то выполненная работа определяется выражением W = Fs cos θ.
Работа переносит энергию из одного места в другое или из одной формы в другую. Единицей работы в системе СИ является джоуль (Дж).
Электромонтажные работы
Электрическая работа – это работа, совершаемая электрическим полем над заряженной частицей. Уравнение электрической работы эквивалентно уравнению механической работы.:
Где Q — заряд частицы, q — единичный заряд, E — электрическое поле, которое в данном месте представляет собой силу в этом месте, деленную на единичный («испытательный») заряд, FE — Кулон (электрическая) сила, r - смещение и ∙ это точечный продукт.
Электрическая работа на единицу заряда при перемещении незначительного пробного заряда между двумя точками определяется как напряжение между этими точками. Работу могут совершать электрохимические устройства (электрохимические ячейки) или соединения различных металлов, создающие электродвижущую силу.
Термодинамическая работа
В термодинамике работа, выполняемая системой, представляет собой энергию, передаваемую системой своему окружению с помощью механизма, посредством которого система может спонтанно воздействовать на свое окружение макроскопическими силами, где эти силы и их внешние эффекты могут быть измерены. В окружающей среде благодаря подходящим пассивным связям вся работа, совершаемая такими силами, может поднять вес. Также именно через такие механизмы может передаваться энергия из окружающей среды в систему; согласно соглашению о знаках, используемому в физике (хотя в химии используется противоположное соглашение со знаками), такая передача энергии считается отрицательной работой, выполняемой системой над своим окружением.
Внешне измеряемые силы и внешние воздействия могут быть электромагнитными, гравитационными, давлением/объемом или другими макроскопически механическими переменными. Для термодинамической работы этим внешне измеряемым величинам точно соответствуют значения или вклады в изменения макроскопических переменных внутреннего состояния системы, которые всегда возникают в сопряженных парах, например, давление и объем или плотность магнитного потока и намагниченность.
Можно сказать, что внешняя система, которая находится в окружении, не обязательно термодинамическая система, строго определяемая обычными термодинамическими переменными состояния, иначе как переносом материи, совершает работу в термодинамической системе. Часть такой определяемой окружением работы может иметь такой же механизм, как и определяемая системой термодинамическая работа, совершаемая системой, в то время как остальная часть такой определяемой окружением работы представляется термодинамической системе не как отрицательное количество термодинамической работы, совершаемой системой. его, а, скорее, как переданное ему тепло. Эксперименты Джоуля с мешалкой с лопастями представляют собой пример, иллюстрирующий концепцию изохорной (или постоянного объема) механической работы, в этом случае иногда называемой работой вала. Такая работа не является термодинамической работой, как определено здесь, потому что она действует через трение внутри и на поверхности термодинамической системы, а не через макроскопические силы, которые система может спонтанно воздействовать на свое окружение, описываемое ее переменными состояния. . Работа, определяемая окружением, также может быть немеханической. Примером может служить джоулев нагрев, поскольку он происходит за счет трения при прохождении электрического тока через термодинамическую систему. Когда это делается изохорно, и никакое вещество не переносится, такая передача энергии рассматривается как передача тепла в интересующую систему.
Термодинамическая работа — это специализированная версия понятия работы в физике. В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж). Скорость, с которой совершается работа, называется мощностью.
Источники
“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).