Энергия и мощность в инженерии
По своей сути каждая машина, которую создаёт инженер, делает одно и то же: она перемещает энергию из одного места или одной формы в другую. Автомобиль превращает топливо в движение. Токтогульская плотина превращает падающую воду в электричество, которое освещает Бишкек. Зарядное устройство телефона превращает электричество из розетки в запасённую химическую энергию аккумулятора. Как только вы научитесь следить за энергией внутри конструкции, вы сможете понять почти любую машину, когда-либо созданную.
- Объяснять, что такое энергия и работа, и вычислять работу как силу, умноженную на расстояние (в джоулях).
- Объяснять, что такое мощность и почему для выполнения той же работы быстрее нужна большая мощность (в ваттах).
- Называть основные формы энергии, с которыми работают инженеры, и прослеживать, как одна форма переходит в другую.
- Использовать закон сохранения энергии, чтобы всегда задавать вопрос «куда делась энергия?».
- Вычислять коэффициент полезного действия (КПД) и понимать, почему ни одна машина не бывает эффективна на 100%.
- Читать счёт за электроэнергию в киловатт-часах и рассчитывать стоимость работы бытового прибора.
- Сравнивать основные источники энергии, используемые в инженерии, и понимать, почему гидроэнергетика — это сокровище Кыргызстана.
Энергия — это способность совершать работу: заставить что-то двигаться, нагреться, засветиться или измениться. Всё, что может толкать, тянуть, поднимать, вращать, греть или светить, обладает энергией. Растянутая резинка обладает энергией (она может распрямиться и запустить бумажный шарик). Литр бензина обладает энергией (он может провезти автомобиль на километр). Горячий чай обладает энергией (он может согреть ваши руки). Река высоко в горах Тянь-Шаня обладает энергией (она может обрушиться вниз и раскрутить турбину).