Măsurarea cheltuielilor de energie

Bioenergetica Energia există sub diferite forme: calorifică, mecanică, electrică, chimică, radiantă, nucleară. Bioenergetica este ramura biologiei privind energia și transformările acesteia în ființe vii.

Toate legile care guvernează producția, transformarea și transferul de energie se aplică materiei vii, fie că este vorba de animale sau de plante. Cu toate acestea, schimburile de energie la animale au particularitatea de a avea loc într-un interval limitat de temperaturi.

Dimensiuni fundamentale Cantitățile au dimensiuni care sunt expresia naturii lor fundamentale (calitate) și unități care își exprimă dimensiunea, amplitudinea (cantitatea). Dimensiunile fundamentale utilizate în mecanică sunt: timpul, masa, distanța. În electromagnetism, se adaugă o dimensiune, sarcina electrică.

Dimensiuni compuse Dimensiuni altele decât masa, timpul și distanța sunt dimensiuni care pot fi derivate (compuse) din aceste dimensiuni mentale de bază. De exemplu: suprafața are dimensiunea pătratului unei distanțe (l 2), volumul are dimensiunea cubului unei distanțe (l 3), viteza are dimensiunea unei distanțe împărțită la timp (l/t ).

Dimensiuni compuse (continuare) Unele dimensiuni sunt formate din dimensiuni care sunt ele însele compuse. De exemplu, accelerația care are dimensiunea unei viteze împărțită la timp (v/t) Accelerația are deci dimensiunea unei distanțe împărțite la timp la pătrat: v/t = (l/t)/t = l/t 2.

Dimensiuni compuse (continuare) În practică, este interesant să cunoaștem dimensiunea unei forțe, a unei opere sau a unei puteri: forță = masă.accelerare muncă = forță.distanță putere = muncă/timp Este uneori interesant să cunoașteți dimensiunile fundamentale ale forță, muncă, putere: forță = masă.accelerare = kg. (l/t 2) = kg.l/t 2 muncă = forță.distanță = l. (kg.l/t 2) = kg.l 2/t 2 putere = lucru/timp = (kg.l 2/t 2)/t = kg.l 2/t 3

Cantități și numere fără dimensiuni Unghiurile sunt mărimi fără dimensiuni deoarece corespund raportului dintre două lungimi (arc/rază). Unele numere, dintre care cel mai cunoscut este numărul Pi (3.1416), sunt adimensionale. Numerele fără dimensiuni pot fi construite din raportul mărimilor care au aceeași dimensiune. Numerele adimensionale sunt, prin urmare, independente de sistemul de unități utilizat. Numărul Pi (3,14159) corespunde raportului dintre circumferința unui cerc și diametrul acestuia.

Sistemul internațional (SI) Unitățile utilizate în măsurătorile științifice sunt (sau ar trebui să fie) cele ale sistemului internațional (abreviat SI). Aceste unități se bazează pe sistemul metric adoptat în Franța în 1795. Cele trei unități SI fundamentale sunt: unitatea de lungime este metrul (m), unitatea de timp este a doua, unitatea de masă este kilogramul (kg). În sistemul internațional, toate unitățile corespund produsului și raportului dintre aceste unități fundamentale sau ale celor derivate din acestea fără a fi necesar să se treacă prin utilizarea constantelor.

Unele constante de cunoscut În practică, este interesant să cunoaștem unele constante care permit trecerea de la un sistem de unități învechit, dar încă folosit la Sistemul internațional. În special: caloria (încă utilizată pe scară largă în dietetică) corespunde cu 4,185 jouli; kilogramul-forță corespunzător forței exercitate de gravitație asupra unei mase de 1 kg este adesea folosită ca unitate de forță. 1 kgf corespunde la 9,81 newtoni.

Energie la căldură Lucrare James Prescott Joule 1818-1889

Munca Pentru fizician, munca este produsul unei forțe prin deplasarea punctului său de aplicare. Pentru matematician, lucrul mecanic este egal cu produsul scalar al vectorului de forță și al vectorului de deplasare. Unitatea de lucru este joulul (1 J) egal cu produsul unei unități de forță (1 N) cu o unitate de deplasare (1 m). Kilogramul-metru este o unitate veche de lucru în valoare de 9,81 jouli (1 kgm = 9,81N x 1 m = 9,81 Nm = 9,81 J).

FDF D. cos (a) un lucru pozitiv (motor) lucru pozitiv (motor) D a Lucrarea este egală cu produsul scalar al vectorului de forță prin vectorul de deplasare FD a FD D. cos (a) = 0 zero zero D . cos (a) lucru negativ (frânare)

Munca pozitivă și munca negativă Munca motorie (munca pozitivă) corespunde situațiilor în care contracția este însoțită de scurtarea musculară. Munca de frânare (lucru negativ) corespunde situațiilor în care contracția este însoțită de alungirea musculară. Această frânare nu permite recuperarea energiei, ci dimpotrivă este însoțită de o creștere a cheltuielilor de energie.

Lucrările efectuate în timpul ascensiunii Turnului Eiffel Urcarea pe cei 300 de metri ai Turnului Eiffel reprezintă doar o cheltuială redusă de energie. Pentru un om de 70 kg de masă corporală, aceasta reprezintă o muncă de aproximativ 200 kj: Muncă = forță în newtoni x deplasare în metri = Greutate în newtoni x 300 m = (70 x 9,81) x 300 = 687 N x 300 = 206 100 J = 206 kj

Munca efectuată în timpul exercițiilor de antrenament cu greutăți Fie un subiect excepțional, suficient de puternic pentru a putea ridica o sarcină de 100 kg de 10 ori în mișcarea de presă pe bancă. Ca o primă aproximare, cota sarcinii este de aproximativ 50 cm și corespunde unei lucrări egale cu: Lucrarea unei cote = 100 x 9,81 N x 0,5 m = 490 J Lucrarea efectuată în timpul unei serii de 10 = 4,9 kj Lucrarea efectuată în timpul a 10 seturi de 10 = 49 kj = 12 kcal

Măsurarea cheltuielilor de energie - PDF Descărcare gratuită