Il existe deux principales catégories de mécanismes de transfert d'énergie:
1. Travail: Cela implique le transfert d'énergie dû aux forces agissant sur la limite du volume de contrôle. Les travaux peuvent être classés en outre en plusieurs types:
* Travail de l'arbre: Cela se produit lorsqu'un arbre rotatif traverse la limite du volume de commande, transférant l'énergie par des moyennes mécaniques. Les exemples incluent des turbines, des pompes et des moteurs.
* Flow Work: Il s'agit de l'énergie associée à la pression du fluide entrant ou sortant du volume de contrôle. C'est essentiellement le travail effectué par le fluide pour repousser la limite du volume de contrôle.
* Travail aux limites: Cela se produit lorsque la limite du volume de commande se déplace en raison de la pression exercée par le fluide à l'intérieur. Cela est souvent observé dans les pistons et en expansion des gaz.
2. Chaleur: Cela implique le transfert d'énergie en raison d'une différence de température entre le volume de contrôle et son environnement. Il existe trois modes principaux de transfert de chaleur:
* conduction: Cela se produit lorsque la chaleur est transférée par contact direct entre les molécules. Ceci est le plus répandu dans les solides et les fluides stationnaires.
* Convection: Cela implique le transfert de chaleur par le mouvement des fluides. Les exemples incluent le transfert de chaleur d'une cuisinière à un pot d'eau ou le mouvement des courants d'air autour d'un objet chaud.
* Radiation: Il s'agit du transfert de chaleur à travers des ondes électromagnétiques. Cela se produit quelle que soit la présence d'un milieu et c'est comment la chaleur du soleil atteint la terre.
Autres mécanismes de transfert d'énergie:
* Transfert de masse: Cela implique le transfert d'énergie associé au mouvement de la masse à travers la limite du volume de contrôle. Ceci est important dans les systèmes impliquant des réactions chimiques, des changements de phase ou le transport de gaz ou de liquides.
* Travail électrique: Cela se produit lorsque l'énergie électrique entre ou quitte le volume de commande à travers des fils ou des électrodes.
Comprendre les mécanismes de transfert d'énergie:
En comprenant ces mécanismes, nous pouvons analyser l'équilibre énergétique d'un système et prédire comment il changera avec le temps. Ceci est crucial dans des domaines comme la thermodynamique, la mécanique des fluides et le transfert de chaleur, où le flux d'énergie est essentiel pour comprendre le comportement de divers systèmes.
Exemple:
Imaginez un moteur de voiture comme volume de contrôle. Il reçoit de l'énergie à travers:
* Transfert de chaleur: Du processus de combustion dans les cylindres.
* Travail de l'arbre: Par le vilebrequin en rotation entraînant les roues.
* Flow Work: De la consommation d'air et de carburant.
* Transfert de masse: Des gaz d'échappement quittant le moteur.
Le moteur utilise ensuite cette énergie pour travailler (déplacer la voiture) et en dissiper certains comme chaleur vers l'environnement environnant.
