تبلیغات
دنــــــــــیای دانـــــــــش - مطالب ابر انرژی
 
دنــــــــــیای دانـــــــــش
فـــــــــراتــــــر از یک وبـــــــــــلـــاگ
درباره وبلاگ


این یک وبلاگ نیست
...
...
...
فراتر از یک وبلاگ است!!

مدیر وبلاگ : دانش رستمی
مطالب اخیر
نویسندگان

"دنیای دانش"-دانشمندانِ مرکز ماکس پلانک در آلمان، در حال آزمایش یک راکتور گداخت هسته ای به نام وِنِدلشتاین ۷-x هستند. دستگاهی که برای تولید برق، فرآیندِ گداخت هسته ای ستارگان را بازسازی می کند. پژوهشگران مدعی اند که این دستگاه سرانجام می تواند رویای تولید انرژی به روش گداخت را عملی کند. جالب آنکه این فرآیند هیچ زباله هسته ای خطرناکی نخواهد داشت.

«توماس کلینگر» مدیر این پروژه می گوید: «نیروگاهی که به شیوه شکافتِ هسته ای کار می کند، مشکلاتی دارد. زباله تولید می کند یعنی زباله هسته ای که باید هزاران سال آن را نگهداریم. اما گداخت این مشکل را ندارد.»

راکتورهای گداخت هسته ای که «اخترسوز» (stellarator) نام گرفته اند، الکترونهای اتم هیدروژن (دوتریوم و تریتیوم) را جدا می کنند و چیزی به نام پلاسمای یونی را می سازند و انرژی عظیمی در این فرآیند آزاد می شود. اما حتی اگر این دستگاه موفق شود، برای بهره برداری عملی از این روش، شاید صد سال دیگر زمان نیاز باشد.

«توماس کلینگر» در این باره می افزاید: «دوراندیشیِ علمی همین است. مثل درختکاری است. اگر الان درخت نکارید صد سال بعد هم درختی نخواهید داشت. پس باید دوراندیش بود.»

فناوری به کاررفته در مرکز ماکس پلانک، کاملا با فناوریهای دیگر مراکز از جمله مرکز آیتر در جنوب فرانسه متفاوت است. در اینجا دستگاهی که برای ساخت پلاسما به کار می رود توکامک (Tokamak) نام دارد که به گفته دانشمندان بیشتر از وِندِلشتاین ۷-x در معرض اختلالهای مغناطیسی است. از سوی دیگر، ساخت «اخترسوز»ی که در آلمان به کار گرفته شده، فوق العاده دشوار است. اما در مجموع، هر دوی این فرآیندهای تولید انرژی به شیوه گداخت دشوار و زمانبر اند.






نوع مطلب : تازه های تکنولوژی، 
برچسب ها : انرژی هسته ای، گداخت هسته ای، انرژی،
لینک های مرتبط :
چهارشنبه 23 اردیبهشت 1394 :: نویسنده : دانش رستمی
img/daneshnameh_up/f/ff/image_kinetic.jpg

انرژی به صورتهای مختلف انرژی از قبیل مکانیکی ، پتانسیل ، گرمایی ،... می‌تواند وجود داشته باشد. انرژی جنبشی یکی از صورتهای مختلف انرژی است و به صورت نصف حاصل ضرب جرم در مجذور سرعت جسم تعریف می‌شود. به بیان دیگر اگر جرم جسم را با m و سرعت آن را با v نشان دهیم، در این صورت انرژی جنبشی که با K نمایش داده می‌شود، به صورت زیر است:

K = 1/2mv2

 

مقدمه

در بررسی حرکت اجسام معمولا دو نوع انرژی بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرد. انرژی پتانسیل که ناشی از مکان قرار گیری جسم نسبت به سطحی که به عنوان سطح با پتانسیل صفر فرض می‌شود و انرژی جنبشی که هر جسم به دلیل حرکت دارای این نوع انرژی است. یعنی اگر جسمی ثابت باشد، انرژی جنبشی آن صفر خواهد بود. مخصوصا در مواردی که نیروهای موجود در مسئله از نوع پایستار باشند در این صورت انرژی مکانیکی بقا دارد و لذا اگر انرژی جنبشی جسم افزایش پیدا کند، انرژی پتانسیل کاهش می‌یابد و برعکس کاهش انرژی جنبشی با افزایش انرژی پتانسیل همراه است.

 

 

 

 

قضیه کار و انرژی

معمولا بیشترین کاربرد انرژی جنبشی در بحث حرکت در قضیه کار و انرژی ظاهر می‌شود. لازم به یادآوری است که هرگاه در اثر اعمال نیرویی ، یک جسم از محل اولیه خود جابجا شود، در این صورت می‌گویند که نیرو بر روی جسم کار انجام می‌دهد. بنابراین قضیه کار و انرژی بیان می‌کند که هرگاه بر روی جسمی کار انجام شود، انرژی جنبشی آن تغییر می‌کند. به عبارت دیگر تغییرات انرژی جنبشی با انجام کار انجام شده بر روی جسم برابر است.

 

قضیه کار و انرژی قانون جدید و مستقلی از مکانیک کلاسیک نیست. این قضیه برای حل مسائلی مفید است که در آنها کار انجام شده توسط نیروی برایند به راحتی قابل محاسبه است و ما می‌خواهیم سرعت ذره را در مکانهای خاصی پیدا کنیم. آنچه بیشتر اهمیت دارد این واقعیت است که قضیه کار و انرژی نقطه آغازی برای یک تعمیم جامع در علم فیزیک است. چون در بسیاری از موارد بهتر است کار انجام شده توسط هر نیرو را جداگانه محاسبه کرده و نام خاصی برای کار انجام شده توسط هر نیرو قائل شویم. لذا آنچه قبلا در مورد معتبر بودن این قضیه در مواردی که به صورت کار انجام شده توسط نیروی برایند تعبیر می‌کنیم، مشکلی ایجاد نمی‌کند.

یکای انرژی جنبشی

انرژی جنبشی یک جسم در حال حرکت با کاری که می‌تواند انجام دهد تا به حال سکون برسد، متناسب است. این نتیجه اعم از این که نیروهای اعمال شده ثابت یا متغیر باشند، صادق است. بنابراین یکای انرژی جنبشی و کار یکسان خواهند بود و انرژی جنبشی مانند کار یک کمیت اسکالر است. انرژی جنبشی گروهی از ذرات صرفا از انرژی جمع اسکالر انرژیهای جنبشی تک تک ذرات آن گروه بدست می‌آید.

انرژی جنبشی جسم صلب

معمولا در مورد حرکت جسم صلب به عنوان سیستمی از ذرات ، دو نوع انرژی جنبشی می‌توانیم تعریف کنیم. این دو نوع انرژی که بواسطه نوع حرکت به دو صورت متفاوت می‌تواند وجود داشته باشد.

انرژی جنبشی انتقالی

گفتیم که انرژی کمیتی اسکالر است. بنابراین در مورد یک سیستم متشکل از چند ذره ، انرژی جنبشی کل برابر با مجموع انرژی جنبشی تک تک ذرات خواهد بود. اما در مورد یک جسم صلب که تعداد ذرات خیلی زیاد است، نقطه‌ای به عنوان مرکز جرم تعریف می‌شود که نماینده کل جسم صلب است. بنابراین انرژی جنبشی انتقالی نیز به صورت نصف حاصلضرب جرم جسم صلب در مجذور سرعت مرکز جرم تعریف می‌شود.

انرژی جنبشی دورانی

جسم صلبی را در نظر بگیرید که با سرعت زاویه‌ای ω حول محوری که نسبت به یک چارچوب لخت خاص ثابت است، می‌چرخد. هر ذره این جسم در حال دوران مقدار معینی انرژی جنبشی دارد. چون تعداد این ذرات در جسم صلب زیاد است، لذا کمیتی به نام لختی دورانی تعریف می‌شود. لختی دورانی به صورت مجموع جملاتی تعریف می‌شود که هر جمله با حاصل ضرب جرم یک ذره از جسم صلب در مجذور فاصله عمودی ذره از محور دوران برابر است. بنابراین انرژ ی جنبشی دورانی جسم صلب که بخاطر دوران حاصل می‌شود، برابر است با نصف حاصل ضرب لختی دورانی جسم صلب در مجذور سرعت زاویه‌ای.

 

این رابطه شبیه انرژی جنبشی انتقالی جسم است. یعنی سرعت زاویه‌ای مانسته سرعت خطی است و لختی دورانی مانسته جرم لختی یا جرم انتقالی است. هر چند جرم یک جسم به محل آن بستگی ندارد، ولی لختی دورانی به محوری که جسم حول آن می‌چرخد، بستگی دارد. در واقع می‌توان گفت که انرژی جنبشی دورانی همان انرژی جنبشی انتقالی معمولی تمام اجزای جسم است و نوع جدیدی از انرژی نیست. انرژی جنبشی دورانی در واقع راه مناسبی برای بیان انرژی جنبشی هر جسم صلب در حال دوران است. انرژی جنبشی دورانی جسمی که با سرعت زاویه‌ای معین می‌چرخد، نه تنها به جرم جسم بستگی دارد، بلکه به چگونگی توزیع جرم آن نسبت به محور دوران نیز وابسته است.


دانشنامه ی رشد-ویرایش:کلبه ی آگاهی






نوع مطلب : فیزیک، 
برچسب ها : انرژی، انرژی جنبشی، فیزیک، انواع انرژی،
لینک های مرتبط :


آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :