Moč je skalarna fizikalna veličina, izmerjena v vatov (W). Lahko ga definiramo kot stopnja dokončanja dela vsako sekundo ali kot poraba energije na sekundo. Moč, moč Mednarodnega sistema enot (SI), znaša 1 joule na sekundo.
Glej tudi:Kaj je mehansko delo?
Povzetek moči in donosa
moč je ocenitivsprememba količino energije, ki jo sistem v določenem obdobju dobavi ali se ji odreče.
Enota moči v mednarodnem sistemu enot (SI) je vat: 1 vat je enak 1 džulu na sekundo.
Če lahko en stroj v krajšem času opravi isto delo kot drugi, se šteje, da je njegova moč večja od moči drugega stroja.
Učinkovitost sistema podaja razmerje med uporabno močjo in skupno močjo.
Kliče se moč, ki sistemu ni koristna potencorazpršene.
Kaj je moč v fiziki?
moč je fizikalna količina, uporabljena za izračun količine energija odobreno ali porabljeno na enoto časa. Z drugimi besedami, to je stopnja sprememba energije kot funkcija časa. Moč je uporabna za merjenje, kako hitro se oblika energije pretvori z izvajanjem a delo.
| Pravimo, da je stroj močnejši od drugih strojev, kadar je zmožen storiti enako opravilo v krajšem času ali celo izvede večje število nalog v istem intervalu čas. |
opredelitev potencopovprečno je podano z delom, opravljenim v odvisnosti od časovne variacije:
Podnapisi:
P - povprečna moč (W)
τ - delo (J)
t - časovni interval (-i)
Enota za merjenje moči, ki jo sprejme SI, je vatov (W), enota, enakovredna džulnadrugič (J / s). Enotnost vatov je bila sprejeta od leta 1882 kot oblika poklona delom, ki jih je razvil JamesWatt, ki so bile izjemno pomembne za razvoj parnih strojev.
V fiziki je delo tisto merilo preobrazbe energijske oblike v drugih oblikah energije skozi aplikacijovenomoč. Tako je definicija moči lahko povezana z kaj oblika energije, kot so: energija mehanika, energija potencialelektrični in energije toplotno.
Izračun moči
Določeno moč lahko določimo z uporabo sile F ki izpodrine množično telo m na daljavo d. Pazi:
V zgoraj opisani situaciji lahko izračunamo moč giba tako, da določimo povprečno moč:
Za to si moramo zapomniti, da delodoseženo s silo F lahko izračunamo po naslednji formuli:
Podnapis:
F - uporabljena sila (N)
d - prevožena razdalja (m)
θ - kot, oblikovan med F in d (º)
Če združimo dve prejšnji enačbi v eno, bomo imeli naslednjo enačbo za izračun moči, povezane z obliko energijakaj:
Za primere, ko je uporabljena sila vzporedna z razdaljo, ki jo prevozi telo, kosinus kota θ bo imela največjo vrednost (cos 0º = 1). Zato lahko povprečno moč izračunamo iz naslednjega razmerja:
Podnapis:
v - hitrost telesa (m / s)
V skladu z zgornjim izračunom je mogoče izračunati moč, s katero se transformira energija, prisotna v telesu. To je mogoče, če poznamo modul nastale sile, ki ga je treba pomnožiti z hitrostpovprečno ki jih je telo prepotovalo na daljavo d. Vendar se je treba spomniti, da je zgoraj predstavljena definicija velja samo za konstantne vrednosti F.
Glej tudi: Vaje na mehanski moči in zmogljivosti
→ Takojšnja moč
močtakoj je merilo dela, opravljenega v procesu v zelo majhnem (neskončno majhnem) časovnem obdobju. Zato lahko rečemo, da je trenutna moč hitrost spremembe količine delo v časovnem intervalu, ki teži na nič.
Podnapis:
Pnagona – trenutna moč (W)
Δτ - neskončno malo dela (J)
Δt - neskončno majhen časovni interval (-i)
Takojšnja moč se uporablja za izračun hitrosti dela v vsakem trenutku, ne med dolgim postopkom. Zato so krajši časovni intervali Δt, natančnejše so meritve potencotakoj.
mehanska moč
močmehanika je definirana kot hitrost spremembe oblik energije, povezanih z državavpremikanje telesa. Lahko izračunamo mehansko moč gibljivega telesa skozi spremembe vaše kinetične energije in tvojega potencialna energija (gravitacijski ali elastični, na primer). Moč, povezana s preoblikovanjem mehanske energije, pa velja le za sistemovdisipativni (ki imajo trenje), saj je v odsotnostvtrenje in drugi siledisipativni, The mehanska energija teles ostaja nespremenjena.
Po navedbah Teorem o delu in energiji, je mogoče izračunati količino dela, ki ga na telesu opravi sprememba daje energijakinetika ki ga je pridobil.
masnega telesa m prikazano na spodnji sliki, pospeši delovanje sile F, hitrost pa je bila različna v0 do vF:
Podnapisi:
v0 - začetna hitrost (m / s)
vF - končna hitrost (m / s)
Po navedbah Teorem o delu in energiji, delo na telesu dobimo z:
Podnapis:
ΔK - sprememba kinetične energije (J)
KF –končna kinetična energija (J)
KJAZ -začetna kinetična energija (J)
m - telesna masa (kg)
Tako je potencomehanika povezane s tem gibanjem lahko izračunamo z uporabo naslednje enačbe:
Električna energija
THE potencoelektrični je pomemben ukrep, ki ga je treba analizirati pri nakupu gospodinjskih aparatov. Električna moč katere koli naprave meri, koliko električne energije naprava lahko vsako sekundo pretvori v druge oblike energije. Na primer, 600 W mešalnik se lahko transformira 600J električne energije vsako sekundo v energijakinetika, oddajanje toplota,vibracije in valovizvočno za svoje lopate.
Kot vemo, se na splošno moč izračuna na podlagi razmerja med opravljenim delom in časovnim intervalom, ki je potekel med njegovo izvedbo. Zato bomo tukaj uporabili definicijo delo, opravljeno na siloelektrični:
Podnapis:
τŽolč- delo električne energije (J)
kaj - modul električne obremenitve (C)
ΔU - potencialna razlika (V)
P - električna moč (W)
UB in UTHE -električna napetost v točkah A in B (V)
Δt - časovni interval (-i) gibanja obremenitve
jaz - modul električnega toka (A)
Električna energija deluje na naslednji način: ko aparat vtaknemo v vtičnico, a Razlikavpotencial (ΔU) med terminali. Ko potencialna razlika (U) se nanese na prevodni material, a količinavdelo(τŽolč)se izvaja na obremenitveelektrični (q) v tokokrogih naprave, zaradi česar se te obremenitve premikajo, to je dodelitev energijakinetika. THE premikanjeodobremenitve v prednostni smeri verigaelektrični (i). THE potencoelektrični (P)pa je merilo količinavdelo(τŽolč) ki so jo izvedle obremenitve do vsakdrugič (t) delovanje naprave.
Porabo električne energije torej določa potenco naprav, priključenih na električno omrežje in z njim čas v delovanje.
Poleg zgoraj omenjene formule obstajajo različice, ki jih lahko zapišemo iz 1. zakon Ohma. Ali so:
Trije možni načini za izračun električne moči
Podnapis:
U - električni potencial (V)
r - električni upor (Ω)
Poglejtudi: Moč se razprši v uporu
→ Poraba električne energije
Znesek elektrika porabljeno se meri v enoti, imenovani kilovatna ura (kWh). To je alternativna enota energijski enoti mednarodnega sistema enot, džul. Kilovatna ura se uporablja zaradi svoje praktičnosti. Če bi elektriko merili v džulih, bi bile številke, s katerimi bi izrazili njeno porabo ogromno in nepraktično.
Kilovatna ura je količina porabljene energije (ali delo izvaja) z aparatom 1000W (1 kW) v časovnem intervalu od 1h (3600 s). Če pomnožimo te količine, pridemo do zaključka, da vsaka kilovatna ura je enako 3.6.106 J (trimilijone in šeststotisočdžuli).
Za izračun porabe elektronske naprave njeno moč preprosto pomnožimo s časom delovanja.
Primer
Razmislite o napravi moči, ki je enaka 100 W (0,1 kW) ki deluje med 30 minut na dan (0,5 ure). kaj bo tvoje porabamesečno (30 dni) električne energije?
Po našem izračunu bo ta naprava porabila 1,5 kWh mesečno, kar ustreza 5,4.106 J. Če je kWh stroškov v regiji 0,65 BRL, cena, ki jo je treba plačati konec meseca za delovanje te naprave, bo 0,97 BRL.
Poglejtudi: Električni generatorji in elektromotorna energija
Rešena vaja električne moči in izkoristka
Ko je baterija priključena na vezje, z elektromotorno silo 20,0 V in notranjim uporom 1,0 Ω proizvaja električni tok 1,5 A. V zvezi s to baterijo določite:
a) Razlika električnega potenciala med terminali tega upora.
b) Električna energija, ki jo napaja baterija.
c) Električna moč, ki jo izgublja notranji upor baterije.
d) Zmogljivost te baterije.
Resolucija
Sprva bomo navedli podatke, ki jih je zagotovila vaja.
Podatki:
UT= 20,0 V - elektromotorna sila akumulatorja ali skupni potencial
r = 1,0 Ω - odpornost notranje baterije
jaz = 1,5 A - električni tok
a) Za določitev potencialne razlike, ki nastane med koncema upora, uporabimo 1. zakon Ohma.
Podnapis:
UD - Električna napetost, ki se razprši v uporu (V)
B) Električno moč, ki jo napaja baterija, lahko izračunamo po spodnji formuli:
Podnapisi:
UT - skupna električna napetost ali elektromotorna sila akumulatorja (V)
c) Izračunajmo električno moč, ki jo odvaja upor. Za to uporabimo samo eno od formul za potenco, ki jih že poznamo:
Podnapisi:
PD - razpršena moč (W)
d) Dohodek tega generatorja je mogoče izračunati z uporabo razmerja med potencouporabno in potencoskupaj baterije. Iz izračunov, opravljenih v prejšnjih točkah, smo ugotovili, da je skupna moč, ki jo napaja baterija, 30 W, medtem ko je moč, ki jo odvaja notranji upor, znašala 2,25 W. Zato je uporabna moč dana z razliko med tema dvema močema in je vredna 27,75 W. Z razmerjem med uporabno močjo in skupno močjo bomo imeli:
Po opravljenem izračunu je izkoristek baterije 92,5%.
Termodinamična moč
Termodinamično moč lahko izračunamo z določitvijo količina v delo ki ga izvaja (ali nad) plin med njegovim širitev ali stiskanjeizobarna (konstanten tlak) za določeno časovno obdobje.
Možno je tudi izračunati potenco a virvtoplota v zvezi s količino občutne ali latentne toplote, ki jo oddaja časovni interval.
→ Moč dela, ki ga opravlja plin
Pri izobarnih transformacijah je mogoče določiti moč, ki jo dovaja ali oddaja plin. Za to moramo upoštevati formulo, uporabljeno za izračun delotermodinamični vključeni v a preobrazbaizobarna:
Podnapis:
Pr - tlak (Pa)
Pot - moč (W)
ΔV - sprememba prostornine (m³)
Pri izobarnih termodinamičnih transformacijah plin s potiskanjem bata pretvori del svoje notranje energije v delo.
Poglejtudi: Zgodovina termičnih strojev
→ Moč in toplota
Lahko določimo potenco napaja plamen ali moč, ki jo oddaja upor, ogrevan kot posledica Izdelano jeJoule z izračunom količine toplote, ki jo ti viri odvajajo vsako sekundo. Če želite to narediti, naredite naslednji izračun:
Za izračun moči, ki jo oddaja vir v obliki toplota, samo ugotovite, ali je ta toplota tipa občutljiv (Q = mcΔT) ali tipa latentno (Q = ml). Te toplote so prisotne izključno v spremembevtemperatura in v spremembevdržavafizik, oz.
Izvedba
Izvedba je pomembna spremenljivka za preučevanje nekonservativnih sistemov, torej tistih, ki predstavljajo izgube energije, kot v neidealnih primerih našega vsakdanjega življenja. Vsi stroji in naprave, ki jih poznamo, so sistemi, ki ne morejo izkoristiti vse moči, ki jim je dobavljena. Tako del moči "zapravijo" v drugih manj uporabnih oblikah energije, kot npr toplota,vibracije in hrupa.
Eno najbolj splošnih opredelitev učinkovitosti lahko podamo tako, da uporabno moč delimo s skupno močjo, ki jo dobimo med nekim postopkom:
Podnapisi:
η - Donos
PU - uporabna moč (W)
PT - skupna moč (W)
Donos stroja
O Donos termičnih strojev meri njihovo energetsko učinkovitost, to je odstotek energije, ki jo ti stroji lahko uporabijo za opravljanje koristnega dela (τ). Vsi termični stroji delujejo na podoben način: toploto prejemajo iz vročega vira (Vkaj) in del te toplote zavrne in jo odvede v hladen vir (Vf).
Lahko izračunamo Donos katerega koli termičnega stroja iz naslednje formule:
Podnapis:
η - učinkovitost toplotnega stroja
τ - delo termičnega stroja (J)
Vkaj - toplota, ki jo odda vroči vir (J)
Zgornji seznam lahko zapišemo na drug način. Za to samo predpostavljamo, da je koristno delo (τ) podaja Razlika med količino toplote, ki jo oddaja virvroče (Qkaj) in količino toplote, ki se odvaja na virmraz (QF):
Podnapis:
VF - toplota, ki jo odda hladen vir (J)
→ Zmogljivost Carnotovega stroja
O cikelvcarnot gre za termodinamični cikel idealno je od večjiDonosmogoče. Tako ni mogoče imeti termičnega stroja, ki deluje z enakimi temperaturami kot viri vroče in mraz z donosom, večjim od donosa Carnotovega cikla.
Učinkovitost stroja na podlagi Carnotovega cikla lahko izračunamo po naslednji formuli:
Podnapisi:
TV - temperatura vročega vira (K)
TF- temperatura hladnega vira (K)
Poglejtudi: Carnotovi stroji
Jaz, Rafael Helerbrock
