ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதி

ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதி பற்றிய கட்டுரை

ஆற்றலின் வடிவங்கள்

நமது அன்றாட வாழ்வில் ஆற்றலின் பல வடிவங்கள் உள்ளன. வேலை மற்றும் ஆற்றல் என்ற தலைப்பில், இயந்திர ஆற்றலின் இரண்டு வடிவங்களானவற்றை நாம் ஏற்கனவே அறிந்துகொண்டுள்ளோம். நிலை ஆற்றல் டான் இயக்க ஆற்றல்நிலை ஆற்றலானது, ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றல், மீள் நிலை ஆற்றல் மற்றும் ஆற்றல் உள்ளிட்ட பல வகைகளைக் கொண்டுள்ளது.மின்சாரம்இயக்க ஆற்றலானது நேர்கோட்டு இயக்க ஆற்றல் மற்றும் சுழற்சி இயக்க ஆற்றல் என இரண்டு வகைப்படும்.

சுவையான, பழுத்த மாம்பழம் அதன் காம்பில் தொங்கும்போது புவியீர்ப்பு நிலை ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. இதே போன்ற நிகழ்வு, நீங்கள் தரையிலிருந்து ஒரு குறிப்பிட்ட உயரத்தில், உதாரணமாக ஒரு மொட்டை மாடியில் இருக்கும்போதும் நிகழ்கிறது. ஒரு பொருள், பூமியைப் பொறுத்து அதன் நிலை காரணமாக புவியீர்ப்பு நிலை ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.

கவண் வில்லின் நீட்டப்பட்ட ரப்பர் பட்டையானது மீள்நிலை ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. நீட்டப்பட்ட ரப்பரில் அடங்கியுள்ள மீள்நிலை ஆற்றலின் காரணமாக, கவண் வில்லால் ஒரு கல்லை எறிய முடிகிறது. அதுபோலவே, ஒரு வில்லாளியால் இழுக்கப்பட்ட வில்லானது, அந்த நீட்டப்பட்ட வில்லில் அடங்கியுள்ள மீள்நிலை ஆற்றலின் காரணமாக ஒரு அம்பைச் செலுத்த முடிகிறது.

நாம் அன்றாட வாழ்வில் அடிக்கடி காணும் பெரிய அளவிலான பொருட்களில் உள்ள நிலை ஆற்றல் மற்றும் இயக்க ஆற்றல் தவிர, வேறு பல ஆற்றல் வடிவங்களும் உள்ளன. மின் ஆற்றல், அணு ஆற்றல், வேதி ஆற்றல் போன்றவை அவற்றில் அடங்கும். இயக்க ஆற்றல் கோட்பாடு தோன்றிய பிறகு, மற்ற வடிவங்களில் உள்ள ஆற்றல் (மின் ஆற்றல், வேதி ஆற்றல் போன்றவை) அணு அல்லது மூலக்கூறு மட்டத்தில் இயக்க ஆற்றல் அல்லது நிலை ஆற்றல் என்று கூறப்பட்டது. உணவு மற்றும் எரிபொருளில் சேமிக்கப்பட்டுள்ள வேதி ஆற்றல், மூலக்கூறுகளை உருவாக்கும் அணுக்களுக்கு இடையேயான மின் விசைகளின் (வேதிப் பிணைப்புகள் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) காரணமாக, மூலக்கூறுகளில் சேமிக்கப்பட்டுள்ள நிலை ஆற்றலாகக் கருதப்படுகிறது. மின் ஆற்றல், காந்த ஆற்றல், அணு ஆற்றல் ஆகியவற்றையும் அணு அளவில் இயக்க ஆற்றல் அல்லது நிலை ஆற்றலாகக் கருதலாம்.

ஆற்றல் வடிவத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள்

ஆற்றல் ஒரு வடிவத்திலிருந்து மற்றொரு வடிவத்திற்கு மாறக்கூடும் என்பதைக் கவனத்தில் கொள்வது அவசியம். பருநிலை அளவில், ஆற்றல் உருமாற்றங்களுக்கு எண்ணற்ற எடுத்துக்காட்டுகளை நாம் காணலாம். அதன் காம்பில் தொங்கும் ஒரு மாம்பழம் புவியீர்ப்பு நிலை ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. மாம்பழம் தரையில் விழும்போது, ​​தரையை நோக்கிய அதன் பாதையில் அதன் நிலை ஆற்றல் குறைகிறது. அது விழத் தொடங்கும் போது, ​​தரையிலிருந்து மாம்பழத்தின் செங்குத்துத் தூரம் குறைவதால் நிலை ஆற்றல் குறைகிறது. நிலையான புவியீர்ப்பு முடுக்கத்தின் காரணமாக மாம்பழத்தின் வேகம் அதிகரிப்பதால், இந்த ஆற்றல் நேரியல் இயக்க ஆற்றலாக மாறுகிறது. நீட்டப்பட்ட கவண் வில்லின் இழுவிசை விடுவிக்கப்படும்போது, ​​அதில் சேமிக்கப்பட்டிருக்கும் மீள் நிலை ஆற்றல் ஒரு கல்லின் நேரியல் இயக்க ஆற்றலாக மாறக்கூடும்... ஒரு வளைந்த வில்லும் மீள் நிலை ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.

ஒரு வளைந்த வில்லில் உள்ள மீள்நிலை ஆற்றலை, அம்பின் நேர்கோட்டு இயக்க ஆற்றலாக மாற்ற முடியும். நுண்ணிய மட்டத்திலும், ஆற்றல் மாற்றங்களுக்கான எடுத்துக்காட்டுகளை நாம் காணலாம். நீங்கள் ஒரு நியான் விளக்கை இயக்கும்போது, ​​மின் ஆற்றல் ஒரே நேரத்தில் ஒளி ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. மின் ஆற்றல் சுழற்சி இயக்க ஆற்றலாக (விசிறி போன்றவை) மாறுவது மற்றொரு எடுத்துக்காட்டாகும். மின் ஆற்றலை மாற்றும் இந்தச் செயல்முறையானது, உண்மையில் அணு அல்லது மூலக்கூறு மட்டத்தில் நிலை ஆற்றலுக்கும் இயக்க ஆற்றலுக்கும் இடையே ஏற்படும் மாற்றத்தால் ஏற்படுகிறது.

ஆற்றலின் வடிவ மாற்றங்கள் பொதுவாக ஒரு பொருளில் இருந்து மற்றொரு பொருளுக்கு ஆற்றல் பரிமாற்றம் செய்யப்படுவதை உள்ளடக்கியுள்ளன.

ஆற்றல் உருமாற்றங்கள் பொதுவாக ஒரு பொருளில் இருந்து மற்றொரு பொருளுக்கு ஆற்றல் பரிமாற்றப்படுவதை உள்ளடக்கியுள்ளன. ஒரு வளைந்த வில்லுக்கு மீள்நிலை ஆற்றல் உள்ளது. வில் பின்னோக்கி இழுக்கப்படும்போது, ​​வில்லின் மீள்நிலை ஆற்றலானது அம்பின் நேர்கோட்டு இயக்க ஆற்றலாக உருமாற்றப்படுகிறது. அதே நேரத்தில், வில்லிலிருந்து அம்புக்கு ஆற்றல் பரிமாற்றப்படுகிறது. நீங்கள் நின்றுபோன ஒரு மோட்டார் சைக்கிளைத் தள்ளும்போது, ​​உங்கள் உடலில் உள்ள வேதியியல் நிலை ஆற்றலானது மோட்டார் சைக்கிளின் நேர்கோட்டு இயக்க ஆற்றலாக உருமாற்றப்படுகிறது. அதே நேரத்தில், உங்களிடமிருந்து மோட்டார் சைக்கிளுக்கு ஆற்றல் பரிமாற்றப்படுகிறது. ஒரு அணையின் மேற்பகுதியில் உள்ள நீருக்கு ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றல் உள்ளது.a நீர் கீழே விழும்போது, ​​அதன் புவியீர்ப்பு நிலை ஆற்றல், நேர்கோட்டு இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. பின்னர், விழும் நீர் ஒரு விசையாழியை இயக்குகிறது. நீர் விசையாழியை நகர்த்தும்போது, ​​அதன் நேர்கோட்டு இயக்க ஆற்றல், சுழற்சி இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. அதே நேரத்தில், ஆற்றலானது நீரிலிருந்து விசையாழிக்கு மாற்றப்படுகிறது.

ஆற்றல் பரிமாற்றம் செய்யப்படும்போதெல்லாம் வேலை நடைபெறுகிறது.

ஒவ்வொரு உதாரணத்திலும் diமுன்பு விவாதித்தபடி, ஆற்றல் பரிமாற்றம் என்பது எப்போதும் முயற்சி அல்லது வேலையுடன் சேர்ந்தே நிகழ்கிறது. ஆற்றல் வில்லிலிருந்து அம்புக்குச் செல்லும்போது, ​​வில் அம்பின் மீது வேலை செய்கிறது. ஆற்றல் உங்களிடமிருந்து மோட்டார் சைக்கிளுக்குச் செல்லும்போது, ​​நீங்கள் மோட்டார் சைக்கிளின் மீது வேலை செய்கிறீர்கள். ஆற்றல் நீரிலிருந்து டர்பைனுக்குச் செல்லும்போது, ​​நீர் டர்பைனின் மீது வேலை செய்கிறது. எந்த வேலையும் செய்யப்படவில்லை என்றால், வில் விடுவிக்கப்படும்போது அம்பு நகராது; பழுதடைந்த மோட்டார் சைக்கிளைத் தள்ளும்போது அதுவும் நகராது. டர்பைனுக்கும் இதுவே பொருந்தும். ஆனால் உண்மையில், அம்பு, பழுதடைந்த மோட்டார் சைக்கிள் மற்றும் டர்பைன் ஆகிய மூன்றும் நகர்கின்றன.கே. டிஆற்றல் ஒரு பொருளில் இருந்து மற்றொரு பொருளுக்குச் செல்லும்போது வேலை (W) எப்போதும் செய்யப்படுகிறது என்று முடிவு செய்வோம்.

எனக்கு அது ஏற்கனவே தெரிந்திருந்தாலும்a ஆற்றல் எப்போதும் வடிவம் மாறுகிறது.kdஒரு பொருளில் இருந்து மற்றொரு பொருளுக்கு ஆற்றல் செல்கிறது, ஆனால் அந்த ஆற்றல் குறித்து விஞ்ஞானிகளால் ஒரு முடிவுக்கு வர முடியவில்லை.i நித்தியமானது. வெப்பத்தின் இருப்பு விஞ்ஞானிகளுக்குப் புதிராக உள்ளது. வெப்பம் எப்போதும் உராய்வின் காரணமாகவே இயக்கம் ஏற்படுகிறது. உதாரணமாக, நீங்கள் தரையில் உள்ள ஒரு கட்டியைத் தள்ளுகிறீர்கள். நீங்கள் அந்தக் கட்டியைத் தள்ளும்போது, ​​உங்கள் உடலில் உள்ள வேதியியல் நிலை ஆற்றலானது, கட்டியின் நேர்கோட்டு இயக்க ஆற்றலாக மாறுகிறது. அதே நேரத்தில், ஆற்றல் உங்களிடமிருந்து கட்டிக்கு மாற்றப்படுகிறது. ஆற்றல் உங்களிடமிருந்து கட்டிக்கு மாற்றப்படும்போது, ​​நீங்கள் அந்தக் கட்டியின் மீது வேலை செய்கிறீர்கள் (W = Fs). நிச்சயமாக, அந்தக் கட்டி நகர்கிறது.

நகர்ந்த பிறகு, அந்தக் கட்டியானது பொதுவாக நின்றுவிடுகிறது. உராய்வின் காரணமாக அந்தக் கட்டி நிற்கிறது. உராய்வு இருக்கும் இடத்தில் வெப்பம் இருக்கும். Cஉங்கள் உள்ளங்கைகளை ஒன்றாகத் தேய்த்துப் பாருங்கள். உங்கள் உள்ளங்கைகள் உணரும். சூடான ஆமாம் உத்திரத்திற்கும் அதேதான் நடக்கிறது. தரை மேற்பரப்பும் உத்திரத்தின் அடிபாகமும் ஆகின்றன. hangat உராய்வின் காரணமாக. உராய்வு ஒரு சிதைவு விசை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் அது மொத்த இயந்திர ஆற்றலைக் (இயந்திர ஆற்றல் = நிலை ஆற்றல் + இயக்க ஆற்றல்) குறைக்கிறது அல்லது நீக்குகிறது. இந்த நிலையில், உராய்வு விசையானது கட்டியின் நேரியல் இயக்க ஆற்றலை நீக்குகிறது. கட்டியின் நேரியல் இயக்க ஆற்றலானது வேதியியல் நிலை ஆற்றலிலிருந்து வருகிறது.

கலோரிகள்

Sபத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டுக்கு முன்பு, எந்த விஞ்ஞானிக்கும் தெரிந்திருக்கவில்லை. apa itu வெப்பம் அல்லது வெப்பம். வெப்பம் என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட வகை பொருள் (இந்தப் பொருள் கலோரி என அழைக்கப்படுகிறது) என்ற கோட்பாடு உருவானது. ஆனால் பொருட்களின் இருப்பு பெர்னாமா கலோரியை நிரூபிக்க முடியாது அதன். என்பதால் 1830களின் பிற்பகுதியில், ஜேம்ஸ் ஜூல் (1818‐1889) ஒரு பரிசோதனையை நடத்தி, அதில் கண்டறிந்ததாவது: இழக்கப்படும் இயக்க ஆற்றல் எப்போதும் ஒரே மாதிரியாகவே இருக்கும்.r இதன் விளைவாக.

வெப்பமும் இல்லை, இயக்க ஆற்றலும் இல்லைk தனித்தனியாகப் பார்க்கும்போது ஆற்றல்கள் நிலையானவை. இயக்க ஆற்றல் மற்றும் வெப்பத்தின் மொத்த அளவே எப்போதும் நிலையானது. தனது சோதனைகளின் முடிவுகளின் அடிப்படையில், ஜூல் வெப்பப் பரிமாற்றத்துடன் ஒரு ஒப்பீட்டைச் செய்தார். இருந்து உயர் வெப்பநிலை பொருள்கள் (சூடான பொருள்கள்) ke குறைந்த வெப்பநிலை பொருள்கள் (குளிர் பொருள்கள்). Jஓலே முடிவுக்கு வந்தார், ஒருவேளைr இருக்கிறதுn அந்த ஆற்றல்g வெப்பநிலை வேறுபாடுகளால் ஏற்படும் இயக்கம். இதுவே பருநிலைக் கண்ணோட்டத்தில் வெப்பத்தின் வரையறையாகும். நுண்நிலைக் கண்ணோட்டத்தில், வெப்பத்தை விளக்க முடியும் இயக்கவியல் கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்தி.

வாயுக்களின் இயக்கவியல் கோட்பாடு என்ற பாடத்தில், ஒரு பொருளின் வெப்பநிலை என்பது அப்பொருளை உருவாக்கும் மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றலின் அளவீடு ஆகும் என்று நாம் கற்றுக்கொண்டோம். ஒரு பொருளின் வெப்பநிலை அதிகமாக இருந்தால், அப்பொருளை உருவாக்கும் மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றலும் அதிகமாக இருக்கும். இயக்க ஆற்றல் என்பது இயக்கத்தின் வேகத்துடன் தொடர்புடையது. மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல் (அதிக EK) அதிகமாக இருந்தால், அவற்றின் இயக்க வேகமும் (அதிக v) அதிகமாக இருக்கும். Aஅதிக வெப்பநிலை கொண்ட ஒரு பொருளை (சூடான பொருள்) குறைந்த வெப்பநிலை கொண்ட ஒரு பொருளால் (குளிர்ந்த பொருள்) தொட்டால், வெப்பம் தானாகவே அதிக வெப்பநிலை கொண்ட பொருளிலிருந்து குளிர்ந்த பொருளுக்குப் பாய்கிறது.a குறைந்த வெப்பநிலை. ஒரு பொருளின் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, ஒரு பொருளை உருவாக்கும் மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது (மூலக்கூறு இயக்கத்தின் வேகம் அதிகரிக்கிறது). முடிவு செய்யலாம் வெப்பம் என்பது வேகமாக நகரும் மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல் ஆகும்.

வெப்பம் என்பது நகரும் ஆற்றல் என்பதை அறிந்த பிறகு கரேனா வெப்பநிலை வேறுபாடு (பேரியல் பொருள்) அல்லது வெப்பம் என்பது வேகமாக நகரும் மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல் (நுண்ணியல் பொருள்) ஆகும், இறுதியாக விஞ்ஞானிகள்n ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதியை வகுக்கவும்:

ஆற்றலானது ஒரு வடிவத்திலிருந்து மற்றொரு வடிவத்திற்கு மாறலாம், ஒரு பொருளிலிருந்து மற்றொரு பொருளுக்கு நகரலாம், ஆனால் அதன் மொத்த ஆற்றல் ஒருபோதும் குறைவதோ அதிகரிப்பதோ இல்லை.

Pஆற்றல் வடிவத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள்i ஒரு பொருளில் இருந்து மற்றொரு பொருளுக்கு ஆற்றல் பரிமாற்றம் செய்யப்படுவது இதில் அடங்கும். ஒவ்வொரு ஆற்றல் பரிமாற்றமும் எப்போதும் முயற்சியுடன் சேர்ந்தே நிகழ்கிறது, இது வேலை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. அடிப்படையில் விஞ்ஞானிகளின் சோதனைகள் மற்றும் பகுப்பாய்வுகளின் முடிவுகளின் அடிப்படையில், வெப்பம் என்பது உண்மையில் வெப்பநிலை வேறுபாடுகளால் (பேரியல் புரிதல்) பரிமாற்றப்படும் ஆற்றல் அல்லது வேகமாக நகரும் மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல் (நுண்ணியல் புரிதல்) என்பது அறியப்படுகிறது. ஆற்றல் பரிமாற்றத்தில் வேலை (W) மற்றும் வெப்பம் (Q) ஆகியவை அடங்கியுள்ளன என்று நாம் கூறலாம். வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி என்பது வெப்பம் மற்றும் வேலையை உள்ளடக்கிய ஆற்றல் பரிமாற்றத்தை விளக்கும் ஒரு விதியாகும். Kவெப்பமும் வேலையும் ஆற்றலின் வடிவங்கள் அல்ல.நான், ஆனால் பொருள்களுக்கு இடையேயோ, பொருள்களுக்கும் உயிரினங்களுக்கும் இடையேயோ, அல்லது உயிரினங்களுக்கும் உயிரினங்களுக்கும் இடையேயோ ஆற்றல் பரிமாற்றத்தில் மட்டுமே ஈடுபடுகிறது.

வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியில், நாம் ஜுகா அக ஆற்றல் (U) எனும் ஒரு புதிய அளவைப் பற்றி அறிந்துகொள்ளுங்கள். அக ஆற்றல் என்பது, ஒரு மூலக்கூறை உருவாக்கும் அணுக்களுக்கு இடையேயான இடைவினையாலோ அல்லது ஒரு பொருள் அல்லது உயிரினத்தை உருவாக்கும் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான இடைவினையாலோ எழும் மூலக்கூறுகளின் மொத்த இயக்க ஆற்றல் மற்றும் நிலை ஆற்றல் ஆகும். ஒவ்வொரு பொருளும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளால் ஆனது. எனவே, பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு பொருளும் அக ஆற்றலைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். வெப்பம் மற்றும் வேலை சம்பந்தப்பட்ட ஒவ்வொரு ஆற்றல் பரிமாற்றச் செயல்முறையும் அக ஆற்றலில் ஒரு மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும்.