Роль физики в развитии наук о природе чрезвычайно велика. Исследуя наиболее общие формы движения материи, именно физика создает основу для изучения разнообразных конкретных явлений и закономерностей, которые составляют предмет других естественных наук.
Говоря о роли физики, выделим три основных момента.
Во-первых, физика является для человека важнейшим источником знания об окружающем мире.
Во-вторых, физика, не прерывно расширяя и многократно умножая возможности человека, обеспечивает его уверенное продвижения по пути технического прогресса.
В-третьих, физика вносит существенный вклад в развития духовного облика человека, формирует его мировоззрение, учит ориентироваться в шкале культурных ценностей. Поэтому можно говорить соответственно о научном, техническом и гуманитарном потенциалах физики. Эти три потенциала содержались в физике всегда. Но особенно ярко и весомо они проявились в физике ХХ столетия, что и предопределило ту исключительно важную роль, какую стала играть физика в современном мире.
Роль физики в развитии наук о природе чрезвычайно велика. Исследуя наиболее общие формы движения материи, именно физика создает основу для изучения разнообразных конкретных явлений и закономерностей, которые составляют предмет других естественных наук.
Во-первых, физика является для человека важнейшим источником знания об окружающем мире.
Во-вторых, физика, не прерывно расширяя и многократно умножая возможности человека, обеспечивает его уверенное продвижения по пути технического прогресса.
В-третьих, физика вносит существенный вклад в развития духовного облика человека, формирует его мировоззрение, учит ориентироваться в шкале культурных ценностей.
Эти три потенциала содержались в физике всегда. Но особенно ярко и весомо они проявились в физике ХХ столетия, что и предопределило ту исключительно важную роль, какую стала играть физика в современном мире.
Большая часть двигателей, используемых людьми, — это тепловые двигатели. Устройства, превращающие энергию топлива в механическую энергию, называются тепловыми двигателями. Любой тепловой двигатель (паровые и газовые турбины, двигатели внутреннего сгорания) состоит из трех основных элементов: рабочего тела (это газ), которое совершает работу в двигателе; нагревателя, от которого рабочее тело получает энергию, часть которой затем идет на совершение работы; холодильника, которым является атмосфера или специальные устройства (рис. 28). (смотреть во вложениях).
Ни один тепловой двигатель не может работать при одинаковой температуре его рабочего тела и окружающей среды. Обязательно температура нагревателя больше температуры холодильника. При совершении работы тепловыми двигателями происходит передача теплоты от более горячих тел к более холодным. Рабочее тело двигателя получает количество теплоты Qн от нагревателя, совершает работу А и передает холодильнику количество теплоты Qx. В соответствии с законом сохранения энергии (смотреть во вложениях) . В случае равенства речь идет об идеальном двигателе, в котором нет потерь энергии.
Отношение работы к энергии, которое получило рабочее тело от нагревателя, называют коэффициентом полезного действия (КПД): (смотреть во вложениях).
Паровая или газовая турбина, двигатель внутреннего сгорания, реактивный двигатель работают на базе ископаемого топлива. В процессе работы многочисленных тепловых машин возникают тепловые потери, которые в конечном счете приводят к повышению внутренней энергии атмосферы, т. е. к повышению ее температуры. Это может привести к таянию ледников и катастрофическому повышению уровня Мирового океана, а вместе с тем к глобальному изменению природных условий. При работе тепловых установок и двигателей в атмосферу выбрасываются вредные для человека, животных и растений оксиды азота, углерода и серы. С вредными последствиями работы тепловых машин можно бороться путем повышения КПД, их регулировки и создания новых двигателей, не выбрасывающих вредные вещества с отработанными газами.