Контакты jokoil@mail.ru КАРТА САЙТА English

Энергодинамическая система физических величин и понятий

(ЭСВП)


Не смешивать с СИ, унифицирующей ЕДИНИЦЫ измерений (разъяснение).

На Главную

Кому и зачем это нужно?

К сведению студентов

Основные понятия физики

Формы и виды энергии

Классификация физических систем

Основная идея системы величин

Таблицы физических величин

Итоги и выводы:

     Формы и виды движения

     Подробно об угле поворота

     О движении тела по орбите

     Заряды физического поля

     Новые единицы величин         колебаний и волн

     Новая единица         температуры

     Новый взгляд на         явления переноса

     Критерии подобия всюду

     Современная революция         в метрологии

Системный подход в экономике

История систематизации
величин и единиц


Необходимость модернизации
обучения физике


Учебно-наглядные пособия


Новости сайта

Шутки на тему сайта


Oб авторе проекта

Коган И.Ш.

Переходный процесс в обобщенной физической системе

СОДЕРЖАНИЕ.
1. Энергообмен в обобщенной физической системе.
2. Графики переходных процессов в обобщенной физической системе.
3. Примеры переходных процессов в обобщенной физической системе.
4. Диссипация энергии в обобщенной физической системе.


ПРИМЕЧАНИЕ: Для получения краткой справки по поводу недостаточно ясных, редко применяемых или введенных автором сайта терминов пройдитесь по ссылке Предметный указатель (от А до О и от П до Я), а по поводу примененных обозначений – по ссылке Символьный указатель (латинские буквы и греческие буквы).

1. Энергообмен в обобщенной физической системе.

Переходные процессы в проточной и непроточной частях комплексной системы следует рассматривать независимо друг от друга. В комплексной системе учитывается дисбаланс энергообмена на всех ее границах, включая границу с окружающей средой. Соответственно, дисбаланс энергообмена на входе комплексной системы ΔWin является суммой дисбалансов энергообмена в обоих компонентах комплексной системы: в непроточную части ΔWnfl и и проточной части ΔWfl , или

ΔWin = ΔWfl + ΔWnfl . ( 1 )

В выбранной i-ой форме движения комплексной системы могут одновременно протекать два переходных процесса: процесс изменения количества энергоносителей q в непроточной части под влиянием разности потенциалов ΔРnfl и процесс перемещения энергоносителей ql в проточной части комплексной системы под влиянием разности потенциалов ΔРfl . Поэтому разность потенциалов комплексной системы ΔРin также состоит из двух слагаемых:

ΔРin = (dW/dq + dW/dql ) eΔР . ( 2 )

Физическая природа координаты состояния и в непроточной, и в проточной частях комплексной системы, естественно, одна и та же.

Примером комплексной системы может служить проводник, по которому течет электрический ток, если проводник обладает большой электрической ёмкостью.

Другим примером комплексной системы может служить течение жидкости в канале, открытом в атмосферу. При равномерном процессе течения устанавливается постоянный расход жидкости через канал при неизменном значении объема жидкости, находящейся в канале. При нарушении равномерного процесса течения одновременно изменяются и объём жидкости в канале, и расход жидкости через канал. Количество жидкости в канале будет величиной переменной и зависящей от уровня жидкости в канале. Аналогичная ситуация получается, если к трубе, внутри которой течет жидкость, пристроить гидравлический аккумулятор с воздушной подушкой. В том и в другом случае мы имеем дело с комплексной системой.

Наконец, комплексными системами являются любые проточные системы, в которых течет сжимаемая жидкость. Это и течение газа в трубе, и распространение звуковых волн в любой упругой среде, а также движение теплового заряда ввиду того, что каждое теплопроводящее тело обладает собственной теплоёмкостью.

Сочетание различных свойств в одной и той же системе приводит к расширению объема таблиц физических величин.

2. Графики переходных процессов в обобщенной физической системе.

Комплексная система ведет себя одновременно и как непроточная, и как проточная система. Поэтому в ней могут происходить одновременно два разных переходных процесса. В промежуток времени, когда проходят переходные процессы, уравнение непрерывности потока в проточной части комплексной системы не соблюдается, что поясняется в статье, посвященной переходному процессу в проточной системе.

На рисунке показан процесс приращения суммарного потока энергоносителей ΦΣ в комплексной системе при переходном процессе. В непроточной части комплексной системы (пунктирная линия) характер приращения потока энергоносителей аналогичен характеру изменения потока энергоносителей в непроточной системе. Это поясняется в статье, посвященной переходному процессу в непроточной системе. А в проточной части комплексной системы (штриховая линия) характер приращения потока энергоносителей аналогичен характеру изменения потока энергоносителей в проточной системе. Из рисунка видно, что при переходном процессе в обеих частях комплексной системы приращения потоков суммируются друг с другом.

3. Примеры переходных процессов в обобщенной физической системе.

В электрической форме движения заряда в проводнике в проточной части комплексной системы (в самом проводнике) происходит приращение значения постоянно протекающего электрического тока. А в непроточной части комплексной системы (в ёмкости проводника) приращение потока энергоносителей приводит к приращению количества электрического заряда, что сопровождается кратковременным всплеском значения электрического тока. Этот всплеск хорошо знаком всем, кто связан с электричеством.

В другом примере рассмотрим механическую форму движения (например, перемещение деформируемого тела). В проточной части комплексной системы (в теле в целом) изменение потока энергоносителей соответствует изменению скорости перемещения тела. С другой стороны, приращение потока энергоносителей связано с приращением силы, действующей на тело, и тогда в непроточной части комплексной системы (то есть в теле, как деформируемой среде) это приращение приводит к деформации тела. Как видим, в данном примере речь идет об упругом соударении тел, когда в момент удара тело упруго сжимается, а потом уже при иной скорости тела его упругая деформация возвращается к нулю. Если же деформирование тела можно не учитывать, то тогда речь идет уже не комплексной системе, а только о проточной системе.

Переходные процессы приращения потока энергоносителей в непроточной и проточной частях комплексной системы имеют разные количественные характеристики. Это зависит от того, является ли система открытой или закрытой, постоянна ли ее ёмкость (упругость) или нет. Кроме того, разность изменений энергообмена ΔWΣ по обе стороны проточной части системы и приращение этой разности друг от друга не зависят. Всё зависит от свойств технологического процесса.

4. Диссипация энергии в обобщенной физической системе.

Поток энергоносителей, входящий в комплексную систему, может быть не равен в течение переходного процесса потоку энергоносителей, выходящему из системы. Причиной этого является то обстоятельство, что часть входящего в систему потока энергоносителей изменяет суммарное количество энергоносителей в системе. Суммарный поток заряда диссипации Φ в комплексной системе определяется по уравнению

Φ = – Р /R , ( 3 )

где Р = РR + ΔРR – суммарное диссипативное противодействие; РR – диссипативное противодействие проточной части комплексной системы; ΔРR – дополнительное диссипативное противодействие при переходном процессе в непроточной части системы.

© И. Коган Дата первой публикации 1.06.2006
Дата последнего обновления 20.05.2013

Оглавление раздела Предыдущая Следующая