Закон сохранения энергии в природе. Загрязнение окружающей среды

  • Просмотров 258
  • Скачиваний 11
  • Размер файла 34
    Кб

1. Законы сохранения массы и энергии в макроскопических процессах ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ Рассмотрим систему, состоящую из N взаимодействующих друг с другом частиц, находящихся под воздействием внешних как консервативных, так и неконсервативных сил. Силы взаимодействия между частицами предполагаются консервативными. Определим работу, совершаемую над частицами при перемещении системы из одного места в другое,

сопровождающимся изменением конфигурации системы. Работа внешних консервативных сил может быть представлена как убыль потенциальной энергии системы во внешнем силовом поле: где определяется формулой (9). Работа внутренних сил равна убыли взаимной потенциальной энергии частиц: , где – потенциальная энергия системы во внешнем поле сил. Работу неконсервативных сил обозначим . Согласно формуле (7) суммарная работа всех сил

затрачивается на приращение кинетической энергии системы Ek, которая равна сумме кинетических энергий частиц: Следовательно, . Сгруппируем члены этого соотношения следующим образом: . Сумма кинетической и потенциальной энергий представляет собой полную механическую энергию системы E: . Таким образом, мы установили, что работа неконсервативных сил равна приращению полной энергии системы: (11) Из (11) следует, что в случае, когда

неконсервативные силы отсутствуют, полная механическая энергия системы остается постоянной: . Мы пришли к закону сохранения механической энергии, который гласит, что полная механическая энергия системы материальных точек, находящихся под действием только консервативных сил, остается постоянной. Если система замкнута и силы взаимодействия между частицами консервативны, то полная энергия содержит только два слагаемых: (-

взаимная потенциальная энергия частиц). В этом случае закон сохранения механической энергии заключается в утверждении, что полная механическая энергия замкнутой системы материальных точек, между которыми действуют только консервативные силы, остается постоянной. В основе закона сохранения энергии лежит однородность времени, т.е. равнозначность всех моментов времени, заключающаяся в том, что замена момента времени t1