Сущность и основные законы производства

Принцып действия тепловой машины;

Работа сил электрического поля;

Механические колебания;

Виды кристаллических структур;

Кристалли́ческая структу́ра — такая совокупность атомов, в которой с каждой точкой кристаллической решётки связана определённая группа атомов, называемая мотивной единицей, причем все такие группы одинаковые по составу, строению и ориентации относительно решётки. Можно считать, что структура возникает в результате синтеза решётки и мотивной единицы, в результате размножения мотивной единицы группой трансляции.

В простейшем случае мотивная единица состоит из одного атома, например в кристаллах меди или железа. Возникающая на основе такой мотивной единицы структура геометрически весьма сходна с решёткой, но все же отличается тем, что составлена атомами, а не точками. Часто это обстоятельство не учитывают, и термины «кристаллическая решётка» и «кристаллическая структура» для таких кристаллов употребляются как синонимы, что нестрого. В тех случаях, когда мотивная единица более сложна по составу — состоит из двух или большего числа атомов, геометрического сходства решётки и структуры нет, и смещение этих понятий приводит к ошибкам. Так, например, структура магния или алмаза не совпадает геометрически с решёткой: в этих структурах мотивные единицы состоят из двух атомов.

Основными параметрами, характеризующими кристаллическую структуру, некоторые из которых взаимосвязаны, являются следующие:

• тип кристаллической решётки (сингония, решётка Браве);
• число формульных единиц, приходящихся на элементарную ячейку;
• пространственная группа;
• параметры элементарной ячейки (линейные размеры и углы);
• координаты атомов в ячейке;
• координационные числа всех атомов.

Колебательные процессы встречаются повсюду в природе и технике. В астрономии планеты периодически обращаются вокруг Солнца, переменные звезды, такие как цефеиды, периодически меняют свою яркость, движение Луны вызывает приливы и отливы. В геофизике периодические процессы проявляются при изменении климата, в поведении океанических течений, в динамике циклонов и антициклонов. Внутри живых организмов происходят десятки различных периодических процессов с периодом от доли секунды до года, и т.д.

При перемещении тела между двумя точ­ками в гравитационном поле работа силы тяжести не зависит от формы траектории его движения. Силы гравитационного и электрического взаи­модействия имеют одинаковую зави­симость от расстояния, векторы гра­витационных и кулоновских сил при взаимодействии точечных тел направлены по прямой, соединяющей взаимодействующие тела. Поэтому можно предположить, что при перемещении заряда в электростатическом поле из одной точки в другую работа сил электрического поля не зависит от формы траектории. Это предположение следует из закона сохранения энергии. Пусть пробный заряд q перемещается в электрическом поле из точки M в точку N по траектории MBN. При этом поле совершает работу А1. Вернем теперь пробный заряд в начальную точку М по траектории NCM. При этом внешние силы совершат работу А2 1, а работа поля будет равна А2 = -А2 1. Суммарная работа Асум = А1 + А2. После того как заряд вернется в начальную точку, в системе заряд – электрическое поле никаких изменений не произошло, следовательно, энергетическое состояние системы не изменилось. А это означает, что поле не совершило никакой работы, т. е. Асум = 0.

Таким образом, работа электро­статических (кулоновских) сил по любой замкнутой траектории равна нулю. Иными словами, работа по перемещению электрического заряда между двумя точками электрическо­го поля не зависит от формы траек­тории

Создание и развитие термодинамики было вызвано, прежде всего, необходимостью описания работы и расчета тепловых машин. Первыми тепловыми машинами были паровые двигатели, замкнутый термодинамический цикл которых впервые был описан в 1690 году Дени Папином (1647-1712). Первые тепловые двигатели предназначались для подъема воды из шахт и были изобретены английскими инженерами в 1698 году Томасом Севери (1650 - 1715) и в 1712 году Томасом Ньюкоменом (1663 - 1715). Если в насосе Севери использовался пар в качестве тела, непосредственно толкающего воду, то машина Ньюкомена была первой поршневой паровой машиной. Отметим, что идея использования поршня принадлежит Папину.

Широкое применение паровых машин в промышленности началось после изобретения в 1774 году Джеймсом Уаттом (1736 - 1819) паровой машины, в которой работа совершалась без использования атмосферного давления, что значительно сократило расход топлива. Уатт дополнил свои машины важнейшими механическими изобретениями, такими как преобразователь поступательного движения во вращательное, центробежный регулятор, маховое колесо и т.д. В 1784 году Уатт запатентовал универсальную паровую машину двойного действия, в которой пар совершал работу по обе стороны поршня.

Сейчас разработано большое количество разнообразных тепловых машин, в которых реализованы различные термодинамические циклы. Тепловыми машинами являются двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели, различные тепловые турбины и т.д.

Тепловые машины или тепловые двигатели предназначены для получения полезной работы за счет теплоты, выделяемой вследствие химических реакций (сгорание топлива), ядерных превращений или по другим причинам (например, вследствие нагрева солнечными лучами). На рис. 3.1 приведена условная схема тепловой машины, а рис. 3.2 иллюстрирует ее термодинамический цикл. Для функционирования тепловой машины обязательно необходимы следующие составляющие: нагреватель, холодильник и рабочее тело. При этом, если необходимость в наличии нагревателя и рабочего тела обычно не вызывает сомнений, то холодильник как составная часть тепловой машины в её конструкции зачастую отсутствует. В качестве холодильника выступает окружающая среда.

Рис. 3.1. Схема тепловой машины

Рис. 3.2. Термодинамический цикл тепловой машины

Принцип действия тепловых машин заключается в следующем. Нагреватель передает рабочему телу теплоту , вызывая повышение его температуры. Рабочее тело совершает работу над каким-либо механическим устройством, например, приводит во вращение турбину, и далее отдает холодильнику теплоту , возвращаясь в исходное состояние. Величина представляет собой количество теплоты, передаваемое холодильником рабочему телу, и имеет отрицательное значение.

Отметим, что наличие холодильника и передача ему части полученной от нагревателя теплоты, является обязательным, так как иначе работа тепловой машины невозможна. Действительно, для получения механической работы необходимо наличие потока, в данном случае потока теплоты. Если же холодильник будет отсутствовать, то рабочее тело неизбежно придет в тепловое равновесие с нагревателем, и поток теплоты прекратится.

В соответствии с первым началом термодинамики (1.4), при осуществлении кругового процесса, из-за возвращения рабочего тела в исходное состояние, его внутренняя энергия за цикл не изменяется. Поэтому совершенная рабочим телом механическая работа равна разности подведенной и отведенной теплоты:

.

Для того, что бы жить, людям необходимы определенные блага, материальные и духовные. Лишь частично человечество способно удовлетворять их непосредственно из природы. В основном же, мы удовлетворяем свои запросы, самостоятельно создавая необходимые нам блага.

Процесс создания экономического продукта и сопутствующие ему преобразование ресурсов, связанное с использованием человеческого труда, называется производством.

Производство прошло длительные путь развития, от изготовления простейших изделий, до создания автоматизированных систем. В процессе производства меняются не только методы и способы производства, но и происходит нравственное, умственное, профессиональное совершенствование самого человека. По мере развития производства усложнялось и усиливалось взаимодействие людей с природой, сейчас мы говорим, что наша производственная деятельность создала вторую антропогенную структуру. Влияние людей на природу, при котором они изменяют природное вещество, для удовлетворения своих потребностей, зависит от уровня развития производительных сил.

Производственные силы - это совокупность средств производства и людей, занятых в производстве.

Производственные силы характеризуют материальную составляющую производства, его техническую сторону, однако производство немыслимо без взаимодействия людей между собой.

Отношения людей друг к другу в процессе производства называется производственными отношениями.

Центральное место в многочисленных производственных отношениях занимают отношения, характеризующие общественную сторону производственных явлений и само производство, так как люди участвуют в процессе изготовления необходимых благ не в одиночку, а сообща. Производят продукты не только для себя, но и для других, поэтому, говоря о производстве чаще всего, имеют в виду общественное производство. Общественное производство состоит из двух сфер:

• сферы материального производства
• сферы нематериального производства

Материальное производство включает в себя отрасли, предприятия специализирующиеся на производстве материальных услуг (транспорт, торговля), в отраслях нематериального производства создаются нематериальные блага, а так же оказываются не материальные услуги (здравоохранение, культура). Результатом общественного производства является создание общественного продукта. Существует две формы общественного производства:

• натуральное право
• товарное право

В случае натурального права, люди создают продукты для удовлетворения собственных потребностей. При этом хозяйство является замкнутым. В случае товарного права, продукт создают для его продажи на рынке, при этом хозяйство является открытым, существует разделение труда, производство не непосредственно связано с потреблением, а продукт реализуется через рынок. Производственная деятельность вне зависимости от её вида обладает одним универсальным признаком, это всегда преобразование некоторых видов экономических ресурсов в определенный экономический продукт.

Дата добавления: 2015-04-24