Топлинна машина и нейната ефективност

Топлинна машина е топлинна машина, която преобразува топлината в механична енергия. Използва зависимостта на топлинното разширение на веществото от температурата. Работата на топлинния двигател се подчинява на законите на термодинамиката. За работа е необходимо да се създаде разлика в налягането от двете страни на буталото на двигателя или лопатките на турбината. Горивото е необходимо за работа на двигателя. Това е възможно чрез нагряване на работната течност (газ), която извършва работа чрез промяна на вътрешната си енергия. Повишаването и понижаването на температурата се извършва съответно от нагревател и хладилник.

Ефективност (коефициент на ефективност) е съотношението на полезната работа към изразходваната енергия. Ефективността е безразмерна величина и често се измерва като процент.

По силата на закона за запазване на енергията ефективността винаги е по-малка от единица, т.е. невъзможно е да се получи по-полезна работа от изразходваната енергия.

Коефициентът на полезно действие на топлинен двигател е съотношението на полезната работа, извършена от двигателя, към енергията, получена от нагревателя. Ефективността на топлинния двигател може да се изчисли по следната формула

, където Q1 е количеството топлина, получено от нагревателя, Q2 е количеството топлина, отдадено на хладилника.

Топлинните двигатели, работещи по цикъла на Карно, имат най-висока ефективност.

22.Съвременни представи за произхода и развитието на Вселената

Произходът на Вселената — всяко описание или обяснение на първоначалните процеси на съществуването на съществуващата Вселена, включително формирането на астрономически обекти (космогония), появата на живот, планетата Земя и човечеството. Има много гледни точки по въпроса за произхода на Вселената, от научна теория, много индивидуални хипотези и завършвайки с философски размисли, религиознивярвания и елементи от фолклора.

Всички концепции за произхода на Вселената могат условно да се разделят на две:

1) Концепцията за възникването на Вселената без участието на съзнателен фактор (Създателят, "Вселенският разум" и т.н.), т.е. в съответствие с принципа на посредствеността. Такива концепции са предимно научни - те не признават духовността на творението и концепцията за Създателя, или, с други думи, "съзнателния творец", и се основават на научни факти;

2) Концепции за сътворението на света - предимно религиозни - признаващи Създателя като първопричина.

Това се изразява преди всичко в доста сериозни противоречия в терминологията и езиковите противопоставяния, като например: творение - възникване, творец - природа и т.н. Във всички останали отношения много видове мироглед често се пресичат и дублират.

Голям взрив

Според съвременните концепции Вселената, която наблюдаваме в момента, е възникнала преди 13,7 ± 0,2 милиарда години от някакво първоначално сингулярно състояние с гигантска температура и плътност и оттогава непрекъснато се разширява и охлажда. Наскоро учените успяха да установят, че скоростта на разширяване на Вселената, започвайки от определен момент в миналото, непрекъснато нараства, което усъвършенства някои от концепциите на теорията за Големия взрив. Съвременният стандартен модел на развитието на Вселената във физическата космология (Lambda-CDM модел) отчита тези модификации.

Други теории

Според една от алтернативните теории (т.нар. „безкрайно пулсираща Вселена”) светът никога не е възниквал и никога няма да изчезне (или, с други думи, той се ражда и умира безкраен брой пъти), но има периодичност, а създаването на света се разбира като начална точка, след която светът се изгражда наново (той).означава края на света.

Съществува мнение, че нашата Вселена е продукт на процесите, протекли в "Свръхвселената", чиято метрика е по-голяма от наблюдаваната от нас. Такива процеси могат да бъдат сблъсък на свръхмаси или сблъсък на свръхмаса с нашата метрика на пространство-времето, чиято получена кривина причинява ефекта на рецесията на галактиките, или пробив под формата на "супербяла дупка".

За всички тези хипотези са съществени :

идеята за нашата Вселена като вложено пространство, отворена система;
разбирането, че от момента на своето раждане нашата Вселена наследява някои фундаментални свойства на източника на сътворението, например значително количествено преобладаване на материята над антиматерията;
факторът време (материята на Свръхвселената навлиза в нашето пространство или го формира през краен интервал от време с променлив интензитет).

Креационизмът (от латински creatio, род p. creationis - творение) е теологична и идеологическа концепция, при която основните форми на органичния свят (живот), човечеството, планетата Земя и света като цяло, се разглеждат като пряко създадени от Създателя или Бог.