Измерване на енергийните разходи

Биоенергетика Енергията съществува в различни форми: калорична, механична, електрическа, химическа, лъчиста, ядрена. Биоенергетиката е клонът на биологията относно енергията и нейните трансформации в живите същества.

Всички закони, регулиращи производството, трансформацията и трансфера на енергия, се прилагат към живата материя, независимо дали е животинска или растителна. Въпреки това, енергийният обмен при животните има особеност да се извършва в ограничен диапазон от температури.

Основни размери Количествата имат размери, които са израз на тяхната основна същност (качество) и единици, които изразяват техния размер, тяхната амплитуда (количество). Основните размери, използвани в механиката, са: време, маса, разстояние. При електромагнетизма се добавя измерение, електрическият заряд.

Размери на съединението Размери, различни от маса, време и разстояние, са измерения, които могат да бъдат получени (съставени) от тези основни умствени измерения. Например: повърхността има размера на квадрата на разстояние (l 2), обемът има размера на куба на разстояние (l 3), скоростта има размера на разстояние, разделено на времето (l/t ).

Размери на съединението (продължение) Някои измерения се състоят от размери, които сами по себе си са съставни. Например ускорението, което има измерение на скоростта, разделено на времето (v/t) Следователно ускорението има измерението на разстояние, разделено на квадратично време: v/t = (l/t)/t = l/t 2.

Съставени размери (продължение) На практика е интересно да се знае измерението на сила, произведение или мощност: сила = маса.ускорителна работа = сила.дистанция мощност = работа/време Понякога е интересно да се знаят основите на размерите на сила, работа, мощност: сила = маса.ускорение = кг. (l/t 2) = kg.l/t 2 работа = сила.разстояние = l. (kg.l/t 2) = kg.l 2/t 2 мощност = работа/време = (kg.l 2/t 2)/t = kg.l 2/t 3

Количества и безразмерни числа Ъглите са безразмерни величини, защото отговарят на съотношението на две дължини (дъга/радиус). Някои числа, най-известното от които е числото Pi (3.1416), са безразмерни. Безразмерните числа могат да бъдат конструирани от съотношението на количествата, имащи еднакви измерения. Следователно безразмерните числа са независими от използваната единична система. Числото Pi (3.14159) съответства на съотношението на обиколката на окръжността и нейния диаметър.

Международната система (SI) Единиците, използвани за научни измервания, са (или трябва да бъдат) тези на Международната система (съкратено SI). Тези единици се основават на метричната система, приета във Франция през 1795 г. Трите основни единици SI са: мерната единица е метър (m), единицата време е секундата (ите), единицата маса е килограмът (килограма). В международната система всички единици съответстват на продукта и съотношението на тези основни единици или на тези, получени от тях, без да е необходимо да се минава през използването на константи.

Някои константи, които трябва да се знаят На практика е интересно да се знаят някои константи, които позволяват да се премине от остаряла, но все още използвана единична система към международната система. По-специално: калорията (все още широко използвана в диетологията) съответства на 4.185 джаула; килограмовата сила, съответстваща на силата, упражнявана от гравитацията върху маса от 1 кг, често се използва като единица сила. 1 kgf съответства на 9,81 нютона.

Енергийна топлинна работа Джеймс Прескот Джоул 1818-1889

Работа За физика работата е продукт на сила от изместването на точката на приложение. За математика механичната работа е равна на скаларното произведение на вектора на силата и вектора на изместване. Единицата за работа е джаулът (1 J), равен на произведението на единица сила (1 N) от единица изместване (1 m). Килограмметърът е стара работна единица на стойност 9,81 джаула (1 kgm = 9,81N x 1 m = 9,81 Nm = 9,81 J).

FDF D. cos (a) положителна работа (двигател) положителна работа (двигател) D a Работата е равна на скаларното произведение на вектора на силата от вектора на изместване FD a FD D. cos (a) = 0 нула работа D cos (a) отрицателна работа (спиране)

Положителна работа и отрицателна работа Моторната работа (положителна работа) съответства на ситуации, когато свиването е придружено от скъсяване на мускулите. Спирачната работа (отрицателна работа) съответства на ситуации, когато свиването е придружено от удължаване на мускулите. Това спиране не позволява възстановяването на енергията, а напротив е придружено от увеличаване на енергийните разходи.

Работата, извършена по време на изкачването на Айфеловата кула Изкачването на 300 метра от Айфеловата кула представлява само нисък разход на енергия. За мъж със 70 кг телесна маса това представлява работа с приблизително 200 kj: Работа = сила в нютони x изместване в метри = Тегло в нютон x 300 m = (70 x 9,81) x 300 = 687 N x 300 = 206 100 J = 206 kj

Работа, извършена по време на упражнения за тренировка с тежести Или изключителен обект, достатъчно силен, за да може да вдигне товар от 100 кг 10 пъти при движение на лежанка. Като първо приближение, котата на товара е около 50 cm и съответства на работа, равна на: Работа на кота = 100 x 9,81N x 0,5 m = 490 J Работа, извършена по време на поредица от 10 = 4,9 kj Извършена работа през 10 комплекта от 10 = 49 kj = 12 kcal

Измерване на енергийните разходи - PDF безплатно изтегляне