全部 定义 结石 现实世界的应用 工作 定义

工作 定义

在物理学中,功是力和位移的产物。如果在作用时,作用点在力的方向上发生位移,则称力做功。

例如,当一个球被举在地面上然后落下时,球在落下时所做的功等于球的重量(力)乘以到地面的距离(位移)。当力 F 恒定且力与位移 s 之间的角度为 θ 时,所做的功由 W = Fs cos θ 给出。

工作将能量从一个地方转移到另一个地方,或将一种形式转移到另一种形式。 SI 的工作单位是 焦耳 (J)

电气工程

电功是电场对带电粒子所做的功。电功等价于机械功:

其中 Q 是粒子的电荷,q 是单位电荷,E 是电场,在某个位置是该位置的力除以一个单位(“测试”)电荷,FE 是 库仑 (电动)力,r 为位移,∙是点积

当在两点之间移动一个可忽略的测试电荷时,每单位电荷的电功定义为这些点之间的电压。这项工作可以通过电化学装置(电化学电池)或产生电动势的不同金属结来完成。

热力学功

在热力学中,系统所做的功是系统通过一种机制向其周围环境传递的能量,通过该机制,系统可以自发地对其周围环境施加宏观力,并且可以测量这些力及其外部效应。在周围环境中,通过适当的被动连接,这种力所做的全部功可以举起重物。而且,正是通过这种机制,能量可以从周围环境转移到系统中;在物理学中使用的符号约定中(尽管化学使用相反的符号约定),这种能量转移被视为系统对其周围环境所做的负功。

外部测量的力和外部效应可以是电磁、重力或压力/体积或其他宏观机械变量。对于热力学功,这些外部测量的量与系统宏观内部状态变量的变化值或贡献完全匹配,这些变化总是以共轭对形式出现,例如压力和体积或磁通密度和磁化强度。

通过位于周围环境中的外部系统,不一定是由通常的热力学状态变量严格定义的热力学系统,除了通过物质转移之外,可以说在热力学系统上进行了工作。这种环境定义功的一部分可以有一个机制,就像系统所做的系统定义的热力学功一样,而其余的这种环境定义的功对热力学系统来说,而不是作为由系统完成的负热力学功。它,而是作为热量传递给它。焦耳的桨式搅拌实验提供了一个例子,说明了等容(或定容)机械功的概念,在这种情况下有时称为轴功。这样的功不是这里定义的热力学功,因为它通过摩擦在热力学系统内部和表面上起作用,而不是通过系统可以自发地施加在其周围环境上的宏观力起作用,可以由其状态变量描述.环境定义的工作也可以是非机械的。一个例子是焦耳热,因为当电流通过热力学系统时,它通过摩擦发生。当它是等容完成的,并且没有物质被转移时,这种能量转移被认为是热量转移到感兴趣的系统中。

热力学功是物理学中功概念的一个特殊版本。在 SI 测量系统中,功以焦耳 (J) 为单位。做功的速率就是功率。

来源

“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).

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