理想机械

科技工作者之家 2020-11-17

理想机械是一个不会损失能量的理想系统。能量的损失,举例来说,可以经由任何形式的辐射、辐射热发生。。

简介“**理想机械”**是指假想的机械系统,其中能量和动力不会通过摩擦,变形,磨损或其他低效率损失或消散。理想的机械具有理论上的最大性能,因此被用作评估真机系统性能的基准。

简单的机器,诸如一杆,滑轮,齿轮或火车,是“理想的”,如果电源输入是等于装置的功率输出,这意味着没有损失。在这种情况下,机械效率为100%。

机械效率就是机器的性能,与理想机械的理论最大值相比。通过将实际功率输出除以理想功率输出来计算简单机器的机械效率。这通常用百分比表示。

真实系统中的功率损失可能以多种方式发生,例如通过摩擦,变形,磨损,热损失,化学转化不完全,磁损失和电损失。1

标准一台机械由一个电源和一个控制使用这个电源的机构组成。电源通常依靠化学转换来产生热量,然后用于发电。发电过程的每个阶段都有一个最大的性能限制,被认为是理想的。

一旦电力产生,机械的机械部件将其引向有用的力量和运动。理想的机制不吸收任何电力,这意味着功率输入等于功率输出。

一个例子是汽车发动机(内燃机),其在汽缸内燃烧燃料(放热化学反应)并使用膨胀气体来驱动活塞。活塞的运动使曲轴旋转。其余的机械部件,如变速箱,传动轴,差速器,车轴和车轮形成动力传输机构,将动力从发动机引导至道路上的摩擦力以移动汽车。

理想的机械具有最大的能量转换性能和无损耗的动力传输机制,可实现最高性能。2

物理中的用途在物理中有两种类型的理想机械:一种是能量损失可忽略的系统,如行星环绕恒星(在一段有限时间中)。在这个系统中,可以合理的假设没有任何能量损失。第二种类型的理想机械是真的没有任何能量损失,不是忽略的结果。这个系统需要观察者包含所有的相互作用的系统,而目前存在的唯一例子就是整个宇宙,因为它包含了所有现在可观察到的系统。

是否为理想机械的准则

此机械的能量输出必须等于其能量耗损。

此机械的能量转换效率必须为100%。2

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所

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