Mechanismen voor het overbrengen van energie naar of naar een controlevolume:

Er zijn twee hoofdcategorieën van energieoverdrachtmechanismen:

1. Werk: Dit omvat de overdracht van energie als gevolg van krachten die werken op de grensvolumegrens. Werk kan verder in verschillende soorten worden ingedeeld:

* aswerk: Dit gebeurt wanneer een roterende as de grensvolumegrens overschrijdt, waardoor energie door mechanische middelen wordt overgedragen. Voorbeelden zijn turbines, pompen en motoren.

* Flow Work: Dit is de energie geassocieerd met de druk van de vloeistof die het controlevolume binnenkomt of verlaat. Het is in wezen het werk dat de vloeistof heeft gedaan om de grens van het besturingsvolume te verleggen.

* grenswerk: Dit gebeurt wanneer de grens van het regelkolume beweegt als gevolg van de druk die wordt uitgeoefend door de vloeistof erin. Dit wordt vaak gezien in zuigers en het uitbreiden van gassen.

2. Warmte: Dit omvat de overdracht van energie als gevolg van een temperatuurverschil tussen het controlevolume en zijn omgeving. Er zijn drie primaire modi van warmteoverdracht:

* geleiding: Dit gebeurt wanneer warmte wordt overgebracht door direct contact tussen moleculen. Dit komt het meest voor bij vaste stoffen en stationaire vloeistoffen.

* convectie: Dit omvat de overdracht van warmte door de beweging van vloeistoffen. Voorbeelden zijn de overdracht van warmte van een fornuis naar een pot water of de beweging van luchtstromen rond een heet object.

* Straling: Dit is de overdracht van warmte door elektromagnetische golven. Dit gebeurt ongeacht de aanwezigheid van een medium en is hoe de warmte van de zon de aarde bereikt.

Andere mechanismen voor energieoverdracht:

* Massoverdracht: Dit omvat de overdracht van energie geassocieerd met de beweging van massa over de grensvolumegrens. Dit is belangrijk in systemen met chemische reacties, faseveranderingen of het transport van gassen of vloeistoffen.

* Elektrisch werk: Dit gebeurt wanneer elektrische energie het bedieningsvolume binnenkomt of verlaat door draden of elektroden.

Inzicht in de energieoverdrachtsmechanismen:

Door deze mechanismen te begrijpen, kunnen we de energiebalans van een systeem analyseren en voorspellen hoe het in de loop van de tijd zal veranderen. Dit is cruciaal op velden zoals thermodynamica, vloeistofmechanica en warmteoverdracht, waarbij energiestroom essentieel is voor het begrijpen van het gedrag van verschillende systemen.

Voorbeeld:

Stel je een auto -motor voor als een besturingsvolume. Het ontvangt energie door:

* Warmteoverdracht: Van het verbrandingsproces binnen de cilinders.

* aswerk: Door de roterende krukas die de wielen bestuurt.

* Flow Work: Van de inname van lucht en brandstof.

* Massoverdracht: Van de uitlaatgassen die de motor verlaten.

De motor gebruikt deze energie vervolgens om werk te doen (beweeg de auto) en dissipeer wat als warmte naar de omliggende omgeving.