ΜΕΚ Ι book

Ìç÷áíÝò ÅóùôåñéêÞò

Êáýóçò I

ÅíÝñãåéá 2.3.2: "ÁíÜðôõîç ôùí Ô.Å.Å êáé Ó.Å.Ê."

ÐÁÉÄÁÃÙÃÉÊÏ ÉÍÓÔÉÔÏÕÔÏ:ÓôáìÜôçò Áëá÷éþôçò: ÊáèçãçôÞò ÃåíåôéêÞò Ðáíåðéóôçìßïõ Ðáôñþí

Ðñüåäñïò ôïõ Ðáéäáãùãéêïý Éíóôéôïýôïõ

¸ñãï: "Âéâëßá Ô.Å.Å"

• Åðéóôçìïíéêüò Õðåýèõíïò ôïõ ¸ñãïõ:Ãåþñãéïò Âïýôóéíïò: Óýìâïõëïò ôïõ Ðáéäáãùãéêïý Éíóôéôïýôïõ

• Õðåýèõíïò ôïõ Ìç÷áíïëïãéêïý ÔïìÝá:ÄáöÝñìïò Ïëýìðéïò: Óýìâïõëïò ôïõ Ðáéäáãùãéêïý Éíóôéôïýôïõ

Y Ð Ï Õ Ñ Ã Å É Ï Å È Í É Ê Ç Ó Ð Á É Ä Å É Á Ó Ê Á É È Ñ Ç Ó Ê Å Õ Ì Á Ô Ù Í Ð Á É Ä Á Ã Ù Ã É Ê Ï É Í Ó Ô É Ô Ï Õ Ô Ï

• Áãåñßäçò Ãåþñãéïò • Êáñáìðßëáò ÐÝôñïò• Ñþóóçò ÊõñéÜêïò

Ìç÷áíÝò ÅóùôåñéêÞò Êáýóçò É

ÔÅ×ÍÉÊÁ ÅÐÁÃÃÅËÌÁÔÉÊÁ ÅÊÐÁÉÄÅÕÔÇÑÉÁ

1ïò Êýêëïò - Â´ ôÜîç

Åéäéêüôçôá:Ìç÷áíþí êáé ÓõóôçìÜôùí ÁõôïêéíÞôïõ

ÔÏÌÅÁÓ ÌÇ×ÁÍÏËÏÃÉÊÏÓ

Óõããñáöåßò:- Áãåñßäçò Ãåþñãéïò

Äñ. Ìç÷áíïëüãïò - Ìç÷áíéêüò

- Ñþóóçò ÊõñéÜêïòÄñ. Ìç÷áíïëüãïò - Ìç÷áíéêüò

- Êáñáìðßëáò ÐÝôñïòÔå÷íïëüãïò Ï÷çìÜôùí, ÊáèçãçôÞò Â/èìéáò Åêð/óçò

ÓõíôïíéóôÞò:- Ìáíßêáò ÈùìÜò

Ôå÷íïëüãïò Ìç÷áíïëüãïò, ÊáèçãçôÞò Â/èìéáò Åêð/óçò

ÅðéôñïðÞ êñßóçò:- ÓêéÜíçò ÁíäñÝáò

Ìç÷áíïëüãïò - Ìç÷áíéêüò, ÊáèçãçôÞò Â/èìéáò Åêð/óçò

- Áíáóôáóüðïõëïò ÊùíóôáíôßíïòÔå÷íïëüãïò Ï÷çìÜôùí, ÊáèçãçôÞò Â/èìéáò Åêð/óçò

- Âáóéëüò ÄçìÞôñéïòÕðïìç÷áíéêüò Ìç÷áíïëüãïò

ÃëùóóéêÞ ÅðéìÝëåéá:- Åëåõèåñüðïõëïò Ãåþñãéïò,

Öéëüëïãïò

ÇëåêôñïíéêÞ Åðåîåñãáóßá:- Ìáõñïãüíáôïõ Ãåùñãßá

ÁôåëéÝ:- Áéê. Êáñáìðßëá & ÓÉÁ Ï. Å. Ìç÷áíïåêäïôéêÞ - Áðåéêüíéóç

ÐÁÉÄÁÃÙÃÉÊÏ ÉÍÓÔÉÔÏÕÔÏ

Õðåýèõíïò ôïõ Ìç÷áíïëïãéêïý ÔïìÝá- ÄáöÝñìïò Ïëýìðéïò

Óýìâïõëïò Ðáéäáãùãéêïý Éíóôéôïýôïõ

Ðñüëïãïò

Ôï âéâëßï ôïõ ìáèÞìáôïò Ìç÷áíÝò ÅóùôåñéêÞò Êáýóçò É áðåõèýíåôáéóôïõò ìáèçôÝò ôçò Â ' ôÜîçò ôïõ 1ïõ êýêëïõ ôçò åéäéêüôçôáò Ìç÷áíþí êáéÓõóôçìÜôùí ÁõôïêéíÞôïõ ôùí Ô.Å.Å.

Óêïðüò ôïõ âéâëßïõ áõôïý åßíáé íá ðñïóöÝñåé óôïõò ìáèçôÝò

● ãåíéêÝò ãíþóåéò ó÷åôéêÜ ìå ôçí åîÝëéîç ôùí ìç÷áíþí åóùôåñéêÞò

êáýóçò ðïõ ÷ñçóéìïðïéïýíôáé êõñßùò óôá ï÷Þìáôá

● åéäéêüôåñåò ãíþóåéò ó÷åôéêÜ ìå ôéò âáóéêÝò áñ÷Ýò ëåéôïõñãßáò

ôùí ìç÷áíþí åóùôåñéêÞò êáýóçò

● ôå÷íéêÝò ðëçñïöïñßåò ãéá ôïõò äéÜöïñïõò ôýðïõò ìç÷áíþí åóùôåñéêÞò

êáýóçò ðïõ èá óõíáíôÞóåé áñãüôåñá óôçí áãïñÜ åñãáóßáò ï ìáèçôÞò

● ôå÷íéêÝò ðëçñïöïñßåò ó÷åôéêÜ ìå ôá åðéìÝñïõò ôìÞìáôá ôùí ìç÷áíþí

êáé ôá óõóôÞìáôá ðïõ óõììåôÝ÷ïõí óôç ëåéôïõñãßá ôùí ìç÷áíþí

åóùôåñéêÞò êáýóçò

Óå êÜèå ðåñßðôùóç, êáôáâëÞèçêå éäéáßôåñç ðñïóðÜèåéá óôï íá äïèïýíóôï ìáèçôÞ ãíþóåéò êáé ðëçñïöïñßåò ðïõ èá ôïí âïçèÞóïõí íáêáôáíïÞóåé ôç ëåéôïõñãßá ôùí ìç÷áíþí åóùôåñéêÞò êáýóçò êáé ôùíäéáöüñùí óõóôçìÜôùí ôïõò ðñïóðáèþíôáò íá êáëõöèïýí üóï Þôáíäõíáôüí üëåò ïé óýã÷ñïíåò åîåëßîåéò, êõñßùò óôï ÷þñï ôïõ áõôïêéíÞôïõ.

Óôï ðñþôï êåöÜëáéï ãßíåôáé ìéá óýíôïìç ðåñéãñáöÞ ôçò éóôïñéêÞòåîÝëéîçò ôùí ìç÷áíþí åóùôåñéêÞò êáýóçò, áðü ôçí áíáêÜëõøÞ ôïõò ÝùòóÞìåñá.

Óôï äåýôåñï êåöÜëáéï áíáëýïíôáé ôá âáóéêÜ öõóéêÜ ìåãÝèç êáéÝííïéåò ðïõ åßíáé áðáñáßôçôåò ãéá ôçí êáôáíüçóç ôçò ëåéôïõñãßáò ôùíìç÷áíþí åóùôåñéêÞò êáýóçò.

Óôï ôñßôï êåöÜëáéï ðåñéãñÜöåôáé ç èåùñçôéêÞ ëåéôïõñãßá ôùíäéáöüñùí ôýðùí ìç÷áíþí êáé äßíïíôáé ïé âáóéêïß ïñéóìïß ðïõ Ý÷ïõíó÷Ýóç ìå ôç ëåéôïõñãßá ôïõò.

Óôï ôÝôáñôï êåöÜëáéï ðåñéãñÜöåôáé áíáëõôéêÜ ç ðñáãìáôéêÞ ëåéôïõñãßáôùí âåíæéíïìç÷áíþí êáé ãßíåôáé áíáëõôéêÞ ðåñéãñáöÞ üëùí ôùí åðéìÝñïõòôìçìÜôùí ðïõ áðáñôßæïõí ìéá âåíæéíïìç÷áíÞ êáèþò êáé üëùí ôùíõðïóõóôçìÜôùí ôïõò üðùò ôï óýóôçìá ôñïöïäïóßáò êáé äçìéïõñãßáò ôïõóðéíèÞñá.

Óôï ðÝìðôï êåöÜëáéï ðåñéãñÜöåôáé áíáëõôéêÜ ç ðñáãìáôéêÞëåéôïõñãßá ôùí ðåôñåëáéïìç÷áíþí. Óôï êåöÜëáéï áõôü åðéóçìáßíïíôáéêõñßùò ïé äéáöïñÝò ðïõ ðáñïõóéÜæïõí ïé ðåôñåëáéïìç÷áíÝò óå ó÷Ýóç ìåôéò âåíæéíïìç÷áíÝò åíþ äßíåôáé éäéáßôåñç Ýìöáóç óôçí ðåñéãñáöÞ ôçòëåéôïõñãßáò ôïõ óõóôÞìáôïò ôñïöïäïóßáò ôïõ êáõóßìïõ.

Óôï Ýêôï êåöÜëáéï ðáñïõóéÜæïíôáé ðëçñïöïñßåò ó÷åôéêÜ ìå ôç ÷ñÞóçêáé ôéò éäéáéôåñüôçôåò ðïõ ðáñïõóéÜæïõí ïé ìç÷áíÝò åóùôåñéêÞò êáýóçòóå Üëëïõ åßäïõò åöáñìïãÝò åêôüò ôùí ï÷çìÜôùí, üðùò åßíáé ãéáðáñÜäåéãìá ïé åîùëÝìâéåò ìç÷áíÝò ôùí óêáöþí èáëÜóóçò.

Ôåëåéþíïíôáò, ïé óõããñáöåßò ôïõ âéâëßïõ èá Þèåëáí íá åõ÷áñéóôÞóïõíôï Ðáéäáãùãéêü Éíóôéôïýôï, ôï óõíôïíéóôÞ ôïõ Ýñãïõ êáèþò êáé ôïõòêñéôÝò ãéá ôç ÷ñÞóéìç êáé ïõóéáóôéêÞ âïÞèåéÜ ôïõò áëëÜ êáé ôçíåðïéêïäïìçôéêÞ óõíåñãáóßá ôïõò.

Åëðßæïõìå üôé ôï âéâëßï áõôü èá áðïôåëÝóåé Ýíá ÷ñÞóéìï âïÞèçìá ãéáüëïõò ôïõò ìáèçôÝò êáé ìåëëïíôéêïýò ìç÷áíéêïýò.

Ïé óõããñáöåßò


ll 7

ÊÅÖÁËÁÉÏ 1ÉóôïñéêÞ áíáäñïìÞ - ÅéóáãùãÞ1.1. ÉóôïñéêÜ - óõãêñéôéêÜ óôïé÷åßá ÷ñÞóçò, ôéìþí éó÷ýïò,

âÜñïõò, óôñïöþí ëåéôïõñãßáò, êáôáíÜëùóçò, ê.ë.ð.

1.2. Ç åðéóôÞìç ôçò ÖõóéêÞò êáé ïé åöáñìïãÝò ôçò

óôçí ôå÷íïëïãßá ôùí Ì.Å.Ê. êáé ôïõ áõôïêéíÞôïõ

(áðëÞ åãêõêëïðáéäéêÞ ðñïóÝããéóç)

ÊÅÖÁËÁÉÏ

8 ll

Äéäáêôéêïß óôü÷ïéll Íá êåíôñßóåé ôï åíäéáöÝñïí ôùí ìáèçôþí ãéá ôçí ôå÷íïëïãéêÞ

åîÝëéîç - ðïñåßá ôùí êéíçôÞñùí, áëëÜ êáé ãéá ôç ó÷Ýóç - åðßäñáóç

ôïõ áõôïêéíÞôïõ óôç æùÞ ôïõ áíèñþðïõ.

ll Íá óõíåéäçôïðïéÞóïõí ïé ìáèçôÝò ôçí áíáãêáéüôçôá ôçò êáôï÷Þò èåùñçôéêþí

ãíþóåùí, þóôå íá êáôáíïïýí ôç ëåéôïõñãßá ôùí Ì.Å.Ê. êáé ôùí äéáöüñùí

ìç÷áíéóìþí ôïõò.

Ðñéí áðü ëßãá ÷ñüíéá, óôéò áñ÷Ýò ôçò äå-êáåôßáò ôïõ '90, ãéïñôÜóèçêáí ôá 100 ÷ñü-íéá ôïõ áõôïêéíÞôïõ. ÓÞìåñá, ôï ìÝóï áõôüìåôáêßíçóÞò ìáò ôï èåùñïýìå ùò êÜôé á-ðëü, äåäïìÝíï êáé, óõãêñéíüìåíï ìå ôáðñïúüíôá ôçò íÝáò ôå÷íïëïãßáò, ùò êÜôéðáñáäïóéáêü.

Áí, ùóôüóï, ðñïóðáèÞóïõìå íá óêå-öôïýìå ðþò ãßíïíôáí ïé ìåôáêéíÞóåéò êáé ôáôáîßäéá ðñéí áðü ôçí åìöÜíéóç ôïõ áõôïêé-íÞôïõ, èá äéáðéóôþóïõìå ðüóï áñãÞ êáéäýóêïëç Þôáí ç ðñáãìáôïðïßçóÞ ôïõò. Óç-ìáíôéêÞ ðñüïäïò óôçí åîÝëéîç ôïõ áíèñþ-ðïõ Ýãéíå ìå ôçí áíáêÜëõøç ôïõ ôñï÷ïý,ôï 3.500 ð.×. ðåñßðïõ, êáé ôç ÷ñÞóç ôïõóôéò êáèçìåñéíÝò áó÷ïëßåò ôïõ. Ùóôüóï,ìåôÜ ôçí áíÜðôõîç ôçò ãåùñãßáò, ðåñßðïõ12.000 ÷ñüíéá ðñéí, äýï áíáêáëýøåéò åß÷áíôç ìÝãéóôç óõìâïëÞ óôç äéáìüñöùóç ôïõóçìåñéíïý ôñüðïõ æùÞò ìáò: ôï çëåêôñéêüöùò êáé ôï áõôïêßíçôï. Ôï çëåêôñéêü öùòåîáöÜíéóå ôï üñéï ìåôáîý çìÝñáò êáé íý-÷ôáò, åíþ ôï áõôïêßíçôï ìåãÜëùóå ôá ãåù-ãñáöéêÜ üñéá êáé åðÝôñåøå ôéò, ÷ùñßò ðå-ñéïñéóìü, ìåôáêéíÞóåéò ôïõ áíèñþðïõ.

Ôï áõôïêßíçôï åßíáé ðëÝïí, üóï êáìßáÜëëç ìç÷áíÞ, ìÝñïò ôçò ýðáñîÞò ìáò. Åðß

ðëÝïí, ç âéïìç÷áíßá ôïõ áõôïêéíÞôïõ åßíáéáðü ôéò óçìáíôéêüôåñåò äñáóôçñéüôçôåòóå ðáãêüóìéï åðßðåäï, Üìåóá óõíäåäåìÝ-íç ìå ôç âéïìç÷áíßá ÷Üëõâá, áëïõìéíßïõ,÷áëêïý, øåõäáñãýñïõ, ãõáëéïý, äÝñìáôïòêáé ðëáóôéêïý. Åðßóçò, êõñßùò ëüãù ôïõáõôïêéíÞôïõ, áíáðôý÷èçêå óôá óçìåñéíÜ å-ðßðåäá ï ôïìÝáò ôùí õãñþí êáõóßìùí (åîü-ñõîç, ìåôáöïñÜ, äéýëéóç, äéáíïìÞ êáé ðþ-ëçóç ðåôñåëáßïõ êáé ôùí ðáñáãþãùí ôïõ:âåíæßíçò, öõóéêïý áåñßïõ). Åðßóçò, ôå÷íéêïßêëÜäïé, üðùò ç ïäïðïéßá, ç ãåöõñïðïéßáêáé ç äéÜíïéîç ïäéêþí óçñÜããùí, åß÷áí ùòáéôßá áíÜðôõîçò ôçí åîÜðëùóç êáé åõñåßá÷ñÞóç ôïõ áõôïêéíÞôïõ, åíþ óçìáíôéêü ìÝ-ñïò ôùí ôñáðåæéêþí äñáóôçñéïôÞôùí êáëý-ðôïõí ôïí "êëÜäï áõôïêéíÞôïõ".

ÂÝâáéá, åêôüò áðü üëá áõôÜ ðïõ åßíáéèåôéêÜ êáé ïöåßëïíôáé Üìåóá Þ Ýììåóá óôïáõôïêßíçôï, èá ðñÝðåé íá áíáöåñèïýí êáéïé áñíçôéêÝò ôïõ åðéðôþóåéò: Ñýðáíóç ôïõðåñéâÜëëïíôïò, ðñïâëçìáôéêÝò óõíèÞêåòäéáâßùóçò êáé ìåôáêßíçóçò óôá ìåãÜëá á-óôéêÜ êÝíôñá, ôñï÷áßá áôõ÷Þìáôá ìå ðïë-ëïýò íåêñïýò êáé áíÜðçñïõò ïäçãïýò, å-ðéâÜôåò Þ ðåæïýò êÜèå ÷ñüíï. Ç ðñüëçøç,ç åëá÷éóôïðïßçóç ôùí óõíåðåéþí, ï äéáêá-íïíéóìüò ôùí äéáöïñþí ôùí åìðëåêüìåíùí

ÉÓÔÏÑÉÊÇ ÁÍÁÄÑÏÌÇ - ÅÉÓÁÃÙÃÇ

ÅéóáãùãÞ


ll 9

óôá ðáñáðÜíù áôõ÷Þìáôá êáé ç ðåñßèáëøçôùí ôñáõìáôéþí, áðïôåëïýí åðßóçò óçìá-íôéêü ìÝñïò ôùí åðáããåëìáôéêþí, ïéêïíïìé-êþí êáé ïñãáíùôéêþí äñáóôçñéïôÞôùí ôùíóçìåñéíþí êïéíùíéþí.

Áò äïýìå, üìùò, ðþò îåêßíçóå ç éóôïñß-á ðïõ ïíïìÜæïõìå áõôïêßíçôï.

1.1. ÉóôïñéêÜ - óõãêñéôéêÜóôïé÷åßá ÷ñÞóçò, ôéìþí

éó÷ýïò, âÜñïõò, óôñïöþí ëåé-ôïõñãßáò, êáôáíÜëùóçò, ê.ëð.

ÌÝ÷ñé ôçí åöåýñåóç ôçò áôìïìç÷áíÞò,ôï 1712, ôï üíåéñï ãéá Ýíá ìç÷áíïêßíçôïìåôáöïñéêü ìÝóï áíÞêå óôï ÷þñï ôçò öá-íôáóßáò êáé ìüíï. ËÝãåôáé, üôé ç áôìïìç÷á-íÞ åß÷å ÷ñçóéìïðïéçèåß ãéá ôçí êáôáóêåõÞåíüò ôÝôïéïõ ï÷Þìáôïò áðü ôá ôÝëç ôïõ18á áé., áëëÜ ôá ï÷Þìáôá áõôÜ Þôáí ïãêþ-äç, äýó÷ñçóôá êáé âñáäõêßíçôá. Ôï ðñþôïü÷çìá ðïõ êéíÞèçêå ìå äéêÞ ôïõ éó÷ý Þôáíôï áôìïêßíçôï ü÷çìá ôïõ ÃÜëëïõ áîéùìáôé-êïý ôïõ ìç÷áíéêïý ÍéêïëÜ Êéíéü (NicholasCugnot), ôï 1769. (Ó÷Þìá 1.)

Ó÷Þìá 1.1: Ôï áôìïêßíçôï ü÷çìá ôïõ Êéíéü (1769)

Ôï ü÷çìá áõôü Þôáí ôñßêõêëï ìå Ýíá ôå-ñÜóôéï êáæÜíé åìðñüò áðü ôïí åìðñüóèéïôñï÷ü ôïõ. Åîáéôßáò ôïõ âÜñïõò ôïõ, ç ï-äÞãçóç Þôáí ðïëý äýóêïëç, åíþ ç ôá÷ýôç-ôÜ ôïõ Ýöèáíå ôá 3 ÷ëì. áíÜ þñá. ÅðéðëÝ-ïí, áêüìç êáé óôéò ðéï åîåëéãìÝíåò ìïñöÝòôïõò, ðïõ ðáñïõóéÜóôçêáí ðïëý áñãüôå-ñá, ÷ñåéáæüôáí ðïëýò ÷ñüíïò þóðïõ íáèåñìáíèåß êáé íá âñÜóåé ôï íåñü, þóôå íáìðïñÝóåé íá êéíçèåß Ýíá ôÝôïéï ü÷çìá. Óõ-íÝðåéá üëùí áõôþí Þôáí íá ìçí õðÜñîåéêáìßá ïõóéáóôéêÞ åîÝëéîç óôï åßäïò áõôüôùí ï÷çìÜôùí.

Åðß åíÜìéóõ áéþíá, ïé áôìïìç÷áíÝò ðá-ñÞãáãáí ôïí áôìü Ýîù áðü ôï óýóôçìá,óôï ïðïßï Ýäéíáí êßíçóç. Ï áôìüò ðïõ ó÷ç-ìáôéæüôáí áðü ôç èÝñìáíóç ôïõ íåñïý åé-óåñ÷üôáí óå Ýíáí êýëéíäñï êáé êéíïýóå ÝíáÝìâïëï. ÌÞðùò, üìùò, èá Þôáí ðñïôéìüôå-ñï íá ÷ñçóéìïðïéçèåß Ýíá ìßãìá åýöëåêôùíáôìþí êáé áÝñá, ôï ïðïßï íá ðõñïäïôçèåßêáé íá êáåß ðïëý ãñÞãïñá ìÝóá óôïí êýëéí-äñï, ïðüôå ôüôå, ç éó÷ýò áõôÞò ôçò åóùôå-ñéêÞò êáýóçò èá êéíïýóå áðåõèåßáò êáé Ü-ñá êáëýôåñá ôï Ýìâïëï. ÅÜí ìÜëéóôá çêáýóéìç ýëç Þôáí áÝñéï Þ Ýíá õãñü ðïõ íáåîáôìßæåôáé åýêïëá ôá áðïôåëÝóìáôá èá Þ-ôáí åíôõðùóéáêÜ. Áí, ëïéðüí êáôáóêåõáæü-ôáí ìéá ôÝôïéá ìç÷áíÞ åóùôåñéêÞò êáý-óçò, èá Þôáí ðïëý ìéêñüôåñç áðü ìéá á-ôìïìç÷áíÞ êáé, åðïìÝíùò, èá Þôáí ðïëýðéï åýêïëï íá êéíçèåß. ¸íá ìßãìá áÝñá êáéåýöëåêôùí áôìþí ìðïñåß íá åêñáãåß ìå ìéáóðßèá, åíþ óôçí ðåñßðôùóç ôçò áôìïìç÷á-íÞò åîùôåñéêÞò êáýóçò ï âñáóìüò ôïõ íå-ñïý ìå öùôéÜ åßíáé ìéá áñãÞ äéåñãáóßá.

Ç åìöÜíéóç ôùí ìç÷áíþí åóùôåñéêÞòêáýóçò, êáé éäéáßôåñá ôïõ ôåôñÜ÷ñïíïõ êé-íçôÞñá, ðñïóÝöåñå ðïëý ðåñéóóüôåñåòåëðßäåò. Åêåßíï ðïõ ÷ñåéáæüôáí ôþñá, Þôáí

10 ll

ìéá êáôÜëëçëç êáýóéìç ýëç, ðïõ äåí ÞôáíÜëëç áðü ôçí âåíæßíç, Ýíá äçëáäÞ ðñïúüíôçò êëáóìáôéêÞò áðüóôáîçò ôïõ ðåôñåëáß-ïõ ðïõ åß÷å ìéêñÜ ìüñéá, ìå áðïôÝëåóìá íáåîáôìßæåôáé êáé íá áíáöëÝãåôáé åýêïëá.

Ç ðñþôç ìç÷áíÞ åóùôåñéêÞò êáýóçòðïõ ëåéôïõñãïýóå éêáíïðïéçôéêÜ êáôá-óêåõÜóôçêå áðü ôïí Æáí-ÆïæÝö-ÅôéÝí Ëå-íïõÜñ (Jean-Joseph-Etienne Lenoir, 1822-1900), Ýíáí ÃÜëëï åöåõñÝôç ãåííçìÝíïóôï ÂÝëãéï. Ç ìç÷áíÞ áõôÞ ÷ñçóéìïðïéïý-óå ùò êáýóéìï Ýíá ìßãìá áðü êÜñâïõíï,öùôáÝñéï êáé áÝñá. Ôï 1860, ï ËåíïõÜñ ôï-ðïèÝôçóå ìéá ôÝôïéá ìç÷áíÞ óå Ýíá ìéêñüü÷çìá êáé Ýôóé äçìéïýñãçóå ìéá "Üìáîá ÷ù-ñßò Üëïãá". ÕðÞñ÷áí Þäç ôÝôïéåò Üìáîåòðïõ êéíïýíôáí ìå áôìü, áëëÜ ôï ü÷çìá ôïõËåíïõÜñ Þôáí ðéï ìéêñü êáé åß÷å êáëýôåñçïäéêÞ óõìðåñéöïñÜ.

Åí ôïýôïéò, ç ìç÷áíÞ åóùôåñéêÞò êáý-óçò ôïõ ËåíïõÜñ åß÷å ðïëý ÷áìçëÞ áðüäï-óç. Ï Áõóôñéáêüò Æßãêöñéíô ÌÜñêïõò(Siegfried Marcus) Ýêáíå ðåéñÜìáôá ìå ìç-÷áíÝò ðïõ ÷ñçóéìïðïéïýóáí ùò êáýóéìï ôçâåíæßíç. Ï ÌÜñêïõò ôïðïèÝôçóå ìéá ôÝôïéáìç÷áíÞ ðÜíù óå ìéá ÷åéñÜìáîá ôï 1864 êáéç êáôáóêåõÞ áõôÞ èá ðñÝðåé íá èåùñçèåßùò ôï ðñþôï âåíæéíïêßíçôï áõôïêßíçôï. Ç

ðñþôç, üìùò, ìç÷áíÞ ìå âåíæßíç ðïõ ÞôáíáñêåôÜ áðïäïôéêÞ þóôå íá äéáäïèåß åõñÝ-ùò, èá êáôáóêåõáæüôáí ôçí åðüìåíç äåêá-åôßá. Ï Ãåñìáíüò ìç÷áíéêüò ÍéêïëÜïõò ¢-ïõãêïõóô ¼ôôï (Nikolaus August Otto,1832-1891) êáôáóêåýáóå ìéá ôñïðïðïéçìÝ-íç ìïñöÞ ôïõ êéíçôÞñá, óôçí ïðïßá ôï Ýì-âïëï ðñáãìáôïðïéïýóå ôÝóóåñéò êéíÞóåéòóå ìßá ðëÞñç ðåñéóôñïöÞ. (Ó÷Þìá 2.)

¸ôóé, êáèþò ôï Ýìâïëï êéíïýíôáí ðñïòôá êÜôù (ðñþôïò ÷ñüíïò), áíáññïöïýóåìÝóá óôïí êýëéíäñï Ýíá ìßãìá áÝñá êáé åý-öëåêôùí áôìþí. Êáôüðéí, ôï Ýìâïëï êéíïý-íôáí ðñïò ôá åðÜíù óõìðéÝæïíôáò ôï ìßãìááõôü (äåýôåñïò ÷ñüíïò). ¼ôáí ç óõìðßåóçÝöèáíå óôç ìÝãéóôç ôéìÞ ôçò, Ýíáò óðéíèÞ-ñáò ðñïêáëïýóå ôçí áíÜöëåîç ôïõ ìßãìá-ôïò, åíþ ç ðßåóç ôùí áåñßùí ðïõ äçìéïõñ-ãïýíôáí áðü ôçí áíÜöëåîç ùèïýóå ôï Ýì-âïëï ðñïò ôá êÜôù (ôñßôïò ÷ñüíïò), ìå á-ðïôÝëåóìá ôçí ðáñáãùãÞ Ýñãïõ êáé ôçíìåôáôñïðÞ ôïõ óå êßíçóç. ¼ôáí ôï Ýìâïëïêéíïýíôáí îáíÜ ðñïò ôá åðÜíù (ôÝôáñôïò÷ñüíïò), ùèïýóå ôá áÝñéá ðñïúüíôá ôçòêáýóçò (êáõóáÝñéá) Ýîù áðü ôïí êýëéíäñï.Óôç óõíÝ÷åéá ï êýêëïò åðáíáëáìâáíüôáíáðü ôçí áñ÷Þ.

Ï ¼ôôï êáôáóêåýáóå ìéá ôÝôïéá ôåôñÜ-


Ó÷Þìá 1.2: Êýêëïò ëåéôïõñãßáò ôåôñÜ÷ñïíïõ âåíæéíïêéíçôÞñá


ll 11

÷ñïíç ìç÷áíÞ ôï 1876, ìå âåëôéùìÝíç áëëÜü÷é éêáíïðïéçôéêÞ áðüäïóç. Ï êéíçôÞñáò¼ôôï, üðùò ïíïìÜóôçêå, áðïôåëïýóå ìéáôåñÜóôéá âåëôßùóç óå ó÷Ýóç ìå ôç ìç÷áíÞôïõ ËåíïõÜñ êáé ãñÞãïñá äéáäüèçêå ç÷ñÞóç ôïõ. Ç ó÷åäßáóç êáé ç öéëïóïößáôïõ êéíçôÞñá áõôïý áðïôÝëåóáí ôç âÜóçôùí óçìåñéíþí åîåëéãìÝíùí ìç÷áíþí åóù-ôåñéêÞò êáýóçò.

Ëßãá ÷ñüíéá áñãüôåñá, óôéò áñ÷Ýò ôïõ1885, ï Ãåñìáíüò ìç÷áíïëüãïò-ìç÷áíéêüòÊáñë ÖñÞíôñé÷ Ìðåíôò (Carl FriedrichBenz, 1844-1929) êáôáóêåýáóå, ôïí ðñþôïðñáãìáôéêÜ áðïäïôéêü âåíæéíïêéíçôÞñá å-óùôåñéêÞò êáýóçò, ôïí ïðïßï ôïðïèÝôçóåóå Ýíá ü÷çìá äéêÞò ôïõ êáôáóêåõÞò.

Ôï ü÷çìá áõôü ôïõ Ìðåíôò, (Ó÷Þìá 3),Þôáí ôï ðñþôï åý÷ñçóôï áõôïêßíçôï ìåâåíæéíïêßíçôç ìç÷áíÞ åóùôåñéêÞò êáýóçòêáé åß÷å ôñåéò ôñï÷ïýò, üìïéïõò ìå åêåß-íïõò ôïõ ðïäçëÜôïõ (äýï ìåãÜëïõò ðßóùêáé Ýíáí ìéêñüôåñï åìðñüò), åíþ áíÝðôõó-óå áíþôáôç ôá÷ýôçôá 15 ÷éëéïìÝôñùí ôçíþñá êáé áðïôÝëåóå ôïí ðñïÜããåëï ôùí ìå-ôÝðåéôá åîåëßîåùí.

Ôï ü÷çìá áõôü Þôáí åðßóçò åöïäéáóìÝ-íï ìå Ýíáí ïñéæüíôéï õäñüøõêôï ìïíïêý-ëéíäñï êéíçôÞñá, ôïðïèåôçìÝíï åðÜíù áðüôïí ïðßóèéï Üîïíá. Ï êõëéíäñéóìüò ôïõ êé-íçôÞñá Þôáí 984 cm3 , êáé áðÝäéäå 0,9 hp Þ0,7 kW óôéò 400 óôñïöÝò áíÜ ëåðôü êáé ôïóõíïëéêü âÜñïò ôïõ ï÷Þìáôïò áõôïý Þôáí313 êéëÜ.

Áò óçìåéùèåß, ðÜíôùò, üôé ç åêêßíçóçôïõ êéíçôÞñá ôùí áõôïêéíÞôùí ãéíüôáí áêü-

ìç êáé ìÝ÷ñé ôï 1911, ìå Ýíáí ÷åéñï-óôñüöáëï (ìáíéâÝëá) ðïõ åéóáãüôáí

óôï ðñüóèéï ìÝñïò ôïõ áõôïêéíÞôïõêáé ðåñéÝóôñåöå ôïí ñüôïñá. Ç ðå-ñéóôñïöÞ áõôÞ, âÝâáéá ÷ñåéáæüôáíìåãÜëç ðñïóðÜèåéá. Åðß ðëÝïí, ü-

ôáí Üñ÷éæå íá ëåéôïõñãåß ï êéíçôÞ-ñáò, ï ÷åéñïóôñüöáëïò ðåñéóôñåöü-

ôáí ìå ìåãÜëç ôá÷ýôçôá êáé õðÞñ÷å êßí-äõíïò íá ðñïêáëÝóåé êáôÜãìáôá óôá ÷Ýñéáôïõ áíèñþðïõ ðïõ ôïí ÷åéñéæüôáí. Ôï1911, ï Áìåñéêáíüò åöåõñÝôçò ÔóáñëòÖñÜíêëéí ÊÝôôåñéíãê (Charles FranklinKettering, 1876-1958) åðéíüçóå Ýíáí çëå-êôñéêü åêêéíçôÞñá (ìßæá) ðïõ Ýèåôå óå êßíç-óç ôç ìç÷áíÞ ìå ôï ãýñéóìá åíüò êëåéäéïýêáé ôçí ôáõôü÷ñïíç ðáñï÷Þ ñåýìáôïò. ÔïíåêêéíçôÞñá áõôüí ðñùôï÷ñçóéìoðïßçóå- çáõôïêéíçôïâéïìç÷áíßá ÊÜíôéëáê, (Kadillac)ôï 1912, êáé ãñÞãïñá ôïí õéïèÝôçóáí êáéÜëëïé êáôáóêåõáóôÝò. Åöüóïí ëýèçêå ôïðñüâëçìá ôïõ ÷åéñïóôñïöÜëïõ, ïëïÝíáêáé ðåñéóóüôåñïé Üíèñùðïé ìðïñïýóáí íáèÝóïõí óå êßíçóç êáé íá ïäçãÞóïõí Ýíááõôïêßíçôï, ìå áðïôÝëåóìá íá åîáðëùèåßñáãäáßá ç ÷ñÞóç ôïõ.

ÃåíéêÜ, ôá ðñþôá áõôïêßíçôá åß÷áí êéíç-ôÞñåò ìå ìéêñÝò éððïäõíÜìåéò êáé ÷áìçëÝòóôñïöÝò, åíþ ç êáôáóêåõÞ êáé ïé áíÝóåéòôïõò Ýäåé÷íáí ôçí Üìåóç êáôáãùãÞ ôïõò á-

Ó÷Þìá 1.3: Ôï ôñßôñï÷ï áõôïêßíçôï ôïõ ÌðÝíôò

12 ll

ðü ôéò éððÞëáôåò Üìáîåò. Ôá Ó÷Þìáôá 4 êáé5 ðáñïõóéÜæïõí áíôßóôïé÷á, ôï ìïíôÝëï «T»ôçò Ford ôïõ 1909 êáé ôï ìïíôÝëï«Chummy» ôçò Austin Seven ôïõ 1924.

ÂÝâáéá, ôçí ßäéá åðï÷Þ ôá áõôïêßíçôá á-ãþíùí åß÷áí óçìáíôéêÜ êáëýôåñåò åðéäü-óåéò êÜôé ðïõ óõìâáßíåé, åîÜëëïõ, êáé óÞ-ìåñá åíþ, åðßóçò, êáëýôåñåò åðéäüóåéòåß÷áí êáé ïñéóìÝíá áêñéâÜ áõôïêßíçôá (ôááíôßóôïé÷á áõôïêßíçôá «ìåãÜëïõ ôïõñé-óìïý» Þ «GT», üðùò ïíïìÜóèçêáí ôç äå-êáåôßá ôïõ '60). Ôá Ó÷Þìáôá 6 êáé 7 ðá-ñïõóéÜæïõí Ýíá ôÝôïéï áãùíéóôéêü áõôïêß-íçôï êáé Ýíá áðü ôá ðñþôá áõôïêßíçôá å -ðéäüóåùí, áíôßóôïé÷á.


Ó÷Þìá 1.4: Ôï ìïíôÝëï "T" ôçò Ford:

mm Ýôïò êáôáóêåõÞò 1909

mm êõëéíäñéóìüò 2896 cm3

mm éððïäýíáìç 20 hp Þ 15 kW

óôéò 1600 óôñïöÝò áíÜ ëåðôü

mm óõíïëéêü âÜñïò 660 kg

Ó÷Þìá 1.5: Ôï ìïíôÝëï «Chummy»ôçò Austin Seven:

mm ¸ôïò êáôáóêåõÞò 1924

mm Êõëéíäñéóìüò 747,5 cm3

mm Éððïäýíáìç 10,5 hp Þ 7,7 kW


mm Óõíïëéêü âÜñïò 419 kg

Ó÷Þìá 1.6: Ôï ìïíôÝëï «Type 35» ôçò Bugatti:


mm Êõëéíäñéóìüò 2262 cm3

mm Éððïäýíáìç 130 hp Þ 96 kW




ll 13

¢ëëá éóôïñéêÜ óôïé÷åßá◆ Ôï ðñþôï áõôïêßíçôï ðïõ êáôá-

óêåõÜóôçêå óôéò ÇíùìÝíåò Ðïëéôåßåò åìöá-íßóôçêå óôï Óðñßíãêöçëíô ôçò Ìáóá÷ïõóÝô-ôçò ôï 1892. Óôç Ãáëëßá êáôáóêåõÜóôçêå ôïðñþôï áõôïêßíçôï ìå åëáóôéêïýò áåñïèáëÜ-ìïõò óôïõò ôñï÷ïýò.

◆ Ôï áõôïêßíçôï, êáôÜ ôá åßêïóé ðñþôá÷ñüíéá ôçò ýðáñîÞò ôïõ âåëôéùíüôáí óôá-èåñÜ êáé ðáñáãüôáí óå üëï êáé ìåãáëýôå-ñåò ðïóüôçôåò. ÐáñÝìåíå, ùóôüóï, óå ìå-ãÜëï âáèìü Ýíá «ðáé÷íßäé» ôùí ðëïõóßùí.

ÁõôÞ ç êáôÜóôáóç Üëëáîå ÷Üñç óôïíÁìåñéêáíü âéïìÞ÷áíï ×Ýíñõ Öïñíô(Henry Ford, 1863-1947), ï ïðïßïò êáôá-óêåýáóå ôï ðñþôï ôïõ áõôïêßíçôï ôï1893 êáé ôï 1899, ßäñõóå ôç ãíùóôÞ äéêÞôïõ åôáéñåßá êáôáóêåõÞò áõôïêéíÞôùí. Ïóêïðüò ôïõ Þôáí íá ðáñÜãåé áõôïêßíçôá

óå ìåãÜëïõò áñéèìïýò(ìáæéêÞ ðáñáãùãÞ), þ-óôå íá ìåéùèåß ç ôéìÞôïõò êáé íá ìðïñåß íáôï áãïñÜóåé ç ìåóáßáôÜîç.

Ôï 1908, ï Öïñíô åé-óÞãáãå ôïí åîÞò âáóéêüíåùôåñéóìü ôïõ: ÓêÝ -öèçêå äçëáäÞ íá ÷ùñß-óåé ôçí êáôáóêåõÞ åíüò

áõôïêéíÞôïõ óå óôÜäéá, ôï êáèÝíá áðü ôáïðïßá èá ìðïñïýóå íá åêôåëåóèåß, êáôÜôñüðï áðëü áðü Ýíáí åñãÜôç. Êáôüðéí,ôïðïèÝôçóå ôï ìåëëïíôéêü áõôïêßíçôïðÜíù óå Ýíáí ôáéíéïìåôáöïñÝá, ï ïðïßïòôï ìåôÝöåñå, äéáäï÷éêÜ, óå äéáöïñåôé-êïýò åñãÜôåò. Ï êáèÝíáò åêôåëïýóå ìéáóõãêåêñéìÝíç åñãáóßá, Ý÷ïíôáò êïíôÜôïõ üëá ôá áðáñáßôçôá åñãáëåßá êáé å-îáñôÞìáôá. ¸ôóé, óôçí áñ÷Þ ôïõ ôáéíéï-ìåôáöïñÝá õðÞñ÷å Ýíáò óêåëåôüò áõôï-êéíÞôïõ êáé üôáí ôåëåßùíå üëç ç äéáäéêá-óßá ôçò óõíáñìïëüãçóçò, åß÷å ðáñá÷èåßÝíá ðëÞñåò áõôïêßíçôï, ðïõ Þôáí åöï-äéáóìÝíï áêüìç êáé ìå âåíæßíç, þóôå íáìðïñåß íá êéíçèåß.

Ï Öïñíô ðáñÞãáãå ìéá óåéñÜ ìïíôÝëùí,ôá ïðïßá ïíüìáæå ìå ôá ãñÜììáôá ôïõ áë-öáâÞôïõ êáé èåþñçóå üôé ôï ÌïíôÝëï Ô Þ-ôáí êáôÜëëçëï ãéá ìáæéêÞ ðáñáãùãÞ. Áñ÷é-êÜ, ôï ìïíôÝëï áõôü óôïß÷éæå 950 äïëÜñéá,áëëÜ ç ôéìÞ ìåéþèçêå áñãüôåñá êáé ôåëéêÜ,êáôÝâçêå óôá 290 äïëÜñéá. Ãéá ðñþôç öï-ñÜ, Ýíá Üôïìï ìå ìåóáßï åéóüäçìá ìðï-ñïýóå íá áãïñÜóåé áõôïêßíçôï - êé Ýôóé Üñ-÷éóå ç «÷ñõóÞ» åðï÷Þ ôïõ áõôïêéíÞôïõ, ôçíïðïßá äéáíýïõìå áêüìç êáé óÞìåñá, ðñïòäüîá ôçò áóöÜëåéáò, ôçò Üíåóçò êáé ôçòôá÷ýôçôáò ôùí ìåôáöïñþí.

Ó÷Þìá 1.7: Ôï ìïíôÝëï "J" ôçò Duesenberg:


mm Êõëéíäñéóìüò 6882 cm3

mm Éððïäýíáìç 265 hp Þ 195 kW



14 ll

¼ôáí ãßíåôáé ìéá óõæÞôçóç ãýñù áðü ôå-÷íéêÜ èÝìáôá, ôïõ áõôïêéíÞôïõ, áêïýãïíôáéïé óõíçèéóìÝíåò öñÜóåéò -åñùôÞóåéò ôïõôýðïõ: «ðüóá ðéÜíåé» (ðïõ áíáöÝñåôáé, âÝ-âáéá, óôçí ôåëéêÞ ôá÷ýôçôá óå ÷éëéüìåôñá á-íÜ þñá, ðïõ ìðïñåß íá áíáðôýîåé Ýíá ü÷ç-ìá êáé ü÷é óôá ðüóá åêáôïììýñéá áíÝñ÷åôáéç ôéìÞ ôïõ), Þ «ðüóá Üëïãá âãÜæåé», «óôáðüóá ðéÜíåé ôá 100», «óôéò ðüóåò óôñïöÝò»,«ðüóï ôñáâÜåé» Þ «ôé ñåðñßæ Ý÷åé», «ôé êñá-ôÞìáôá Ý÷åé», «ðüóï êáßåé», ê.ëð.. Ìðïñåß, å-ðßóçò, íá áêïõóèåß êÜôé ó÷åôéêü ìå «óðéíá-ñßóìáôá», «êëßóåéò óôéò óôñïöÝò» ê.á., åíþÜëëïé ãíþóôåò ôïõ ÷þñïõ, éó÷õñßæïíôáé üôéôï ôÜäå áõôïêßíçôï «÷ôõðÜåé ðåéñÜêéá» Þ ü-ôé «êáßåé ëÜäéá». ê.ï.ê.

¼ëá áõôÜ ìðïñåß íá ÷áñáêôçñßæïõí ÝíáïðïéïäÞðïôå áõôïêßíçôï êáé íá ó÷åôßæïíôáéìå ôçí áðüäïóç êáé ôç ëåéôïõñãßá ôïõ, Ý-÷ïõí, üìùò, Üìåóç ó÷Ýóç ìå ôçí åöáñìïãÞáðëþí áñ÷þí êáé êáíüíùí ôçò ÖõóéêÞò Þôçò Ìç÷áíïëïãßáò. Ç ÷ñçóéìïðïéïýìåíç«ïñïëïãßá», âÝâáéá, ìðïñåß íá ìçí áíôáðï-êñßíåôáé óôçí áêñéâÞ áðüäïóç åðéóôçìïíé-êþí üñùí, åßíáé, üìùò, ç ïñïëïãßá ðïõ äéá-ìïñöþèçêå óôçí ðïëõåôÞ éóôïñßá ôïõ áõ-ôïêéíÞôïõ êáé åðéðëÝïí, åßíáé ç ïñïëïãßáðïõ ÷ñçóéìïðïéåß êáé êáôáëáâáßíåé üëïò ïêüóìïò: áðü ôïõò ìç÷áíéêïýò õøçëïý åðé-ðÝäïõ, ìÝ÷ñé ôïõò «ïäçãïýò ôçò Êõñéá-êÞò». Áò äïýìå, ëïéðüí óôç óõíÝ÷åéá, ôé óç-ìáßíïõí, ïé ôå÷íéêÜ, ïé ðáñáðÜíù öñÜóåéòêáé ðùò ç åðéóôÞìç ôçò ÖõóéêÞò «ðÝñáóå»óôçí áðëÞ êáèïìéëïõìÝíç ôïõ ÷þñïõ ôïõáõôïêéíÞôïõ.

Êáé ðñþôá áð' üëá, ç öñÜóç «ôåëéêÞ ôá-÷ýôçôá», åßíáé ðñïöáíÝò üôé õðïäçëþíåé ôçìÝãéóôç ôá÷ýôçôá ðïõ ìðïñåß íá áíáðôýîåéÝíá áõôïêßíçôï, êÜôù üìùò áðü ðïéåò óõí-èÞêåò êáé ðüôå; Åðßóçò, ôï ßäéï åñþôçìá á-öïñÜ, êáé ôçí êáôÜóôáóç óôçí ïðïßá âñß-óêåôáé ï êéíçôÞñáò, áðü ðëåõñÜò óõíôÞñç-óçò, ôá óõóôÞìáôá ìåôÜäïóçò ôçò êßíçóçò,ôéò áíáñôÞóåéò êáé ôá åëáóôéêÜ. Åðßóçò, äåíðñÝðåé íá ðáñáâëÝðåôáé ôï åßäïò ôïõ ïäï-óôñþìáôïò (÷ùìÜôéíï Þ áóöÜëôéíï) êáé ôïåßäïò ôùí åëáóôéêþí. ×áñáêôçñéóôéêü ðá-ñÜäåéãìá üëùí áõôþí, åßíáé ï «ðõñåôüò»ðïõ êõñéåýåé ôá óõíåñãåßá óôïõò áãþíåòñÜëëõ Þ ôá÷ýôçôáò, þóôå ôá áõôïêßíçôá íáåßíáé óôç âÝëôéóôç êáôÜóôáóÞ ôïõò êáé áíÜ-ëïãá ìå ôï äñüìï êáé ôéò êáéñéêÝò óõíèÞ-êåò, íá «öïñÜíå» êáé ôá áíôßóôïé÷á åëáóôé-êÜ (óôåãíÜ Þ âñï÷Þò, ãéá Üóöáëôï Þ ãéá÷þìá, ê.ëð.). Ãéáôß, üìùò, üëá áõôÜ; Ôï èÝ-ìá ôçò óõíôÞñçóçò ôùí ìç÷áíéêþí ìåñþíôïõ áõôïêéíÞôïõ åßíáé áðüëõôá êáôáíïçôü,ãéáôß âïçèÜ óôçí åðßôåõîç ôçò êáëýôåñçòäõíáôÞò ôá÷ýôçôáò, åÜí âÝâáéá ç óõíôÞñç-óç åßíáé ç áíÜëïãç. Ôá ëÜóôé÷á, üìùò; Áõ-ôü åßíáé æÞôçìá êáèáñÜ, ÖõóéêÞò, áöïý ôáëÜóôé÷á êõëïýí ðÜíù óôï äñüìï (Ýäáöïò)êáé ìÝóù ôçò ôñéâÞò ôïõò ìå ôï ïäüóôñù-ìá êéíïýí (ùèïýí) ôï áõôïêßíçôï ðñïò ôá å-ìðñüò. Ìå Üëëá ëüãéá, ôá åëáóôéêÜ «êáôå-âÜæïõí ôá Üëïãá ôçò ìç÷áíÞò óôï äñüìï»ìå ôçí ðéï ðÜíù ôñéâÞ ðïõ ïíïìÜæåôáé«ðñüóöõóç» êáé ôçò ïðïßáò ç áýîçóç êáéãåíéêÜ ï Ýëåã÷ïò Ý÷ïõí éäéáßôåñç óçìáóßáãéá ôçí åõóôÜèåéá êáé ôçí êáôåõèõíôéêüôçôáôïõ áõôïêéíÞôïõ óôï äñüìï. Ãéá íá óõ-


1.2. Ç åðéóôÞìç ôçò ÖõóéêÞò êáé ïé åöáñìïãÝò ôçò

óôçí ôå÷íïëïãßá ôùí Ì.Å.Ê. êáé ôïõ áõôïêéíÞôïõ.

Ìéá áðëÞ åãêõêëïðáéäéêÞ ðñïóÝããéóç


ll 15

ìðëçñþóïõìå ôï êïììÜôé ôçò ìÝãéóôçò ôá-÷ýôçôáò, èá ðñÝðåé íá áíáöÝñïõìå, üôé óôáõøçëÞò áðüäïóçò áõôïêßíçôá, ìåãÜëç óç-ìáóßá Ý÷åé êáé ç áåñïäõíáìéêÞ ôïõ áìáîþ-ìáôïò. Óå ï÷Þìáôá üìùò ÷áìçëþí ôá÷õôÞ-ôùí, ôá áåñïäõíáìéêÜ åîáñôÞìáôá (áåñï-ôïìÝò) åßíáé ìüíï äéáêïóìçôéêÜ, üðùò á-êñéâþò óõìâáßíåé êáé óå ï÷Þìáôá ìå ÷áìç-ëÞ éððïäýíáìç, üðïõ ôá öáñäéÜ ëÜóôé÷á á-ðëþò äçìéïõñãïýí ðñüóèåôç áíôßóôáóç á-Ýñá, ÷ùñßò êáíÝíá ïõóéáóôéêü üöåëïò .

¹äç áíáöåñèÞêáìå óôçí éððïäýíáìçôïõ êéíçôÞñá Þ, áëëéþò, «óôá Üëïãá ðïõâãÜæåé ç ìç÷áíÞ». Ïé ôáõôüóçìïé áõôïß ü-ñïé, (åðéóôçìïíéêüò ï ðñþôïò êáé ôïõ óõ-íåñãåßïõ ï äåýôåñïò) åðéêñÜôçóáí Þäç á-ðü ôçí åìöÜíéóç ôïõ áõôïêéíÞôïõ. Áò ìçîå÷íÜìå üôé ôüôå, ôï ðéï áðëü ìåôáöïñéêüìÝóï Þôáí ç Üìáîá, ç ïðïßá áíÝðôõóóå ôá -÷ýôçôá êáé ìåôÝöåñå öïñôßá, áíÜëïãá ìåôïí áñéèìü ôùí áëüãùí, ðïõ ôçí Ýóåñíáí.¸ôóé, ëïéðüí, üôáí Üñ÷éóå ç êáôáóêåõÞ ôùíáõôïêéíÞôùí, ôï åýêïëï êáé êáôáíïçôü ìÝ-ôñï óýãêñéóçò áëëÜ êáé áíáöïñÜò, Þôáí çáíôéóôïé÷ßá ôïõò ðñïò ôéò éððÞëáôåò Üìá -îåò, óõó÷åôßæïíôáò ôç äýíáìç ôïõ êéíçôÞ-ñá ìå ôïí áñéèìü ôùí ßððùí (áëüãùí) ôçòÜìáîáò. Ãéá íá åßìáóôå, ðÜíôùò, áêñéâåßò ïóõó÷åôéóìüò áõôüò åß÷å ðñïçãçèåß ìå ôçíåìöÜíéóç ôçò áôìïìç÷áíÞò, áñêåôÝò äåêá -åôßåò íùñßôåñá áðü ôçí åìöÜíéóç ôïõ áõ-ôïêéíÞôïõ). Ìå ôïí ôñüðï áõôü, óôï åñþôç-ìá ðüóï äõíáôüò åßíáé ï êéíçôÞñáò Þ ðïéáåßíáé ç éó÷ýò ôïõ, ç áðÜíôçóç äßíåôáé áðüôç ìÝôñçóç ôçò áðüäïóçò ôçò ìç÷áíÞò óåßððïõò - éððïäýíáìç, åíþ ç Ýêöñáóç «ðü-óïõò ßððïõò Ý÷åé» Þ «ðüóá Üëïãá âãÜæåé»,óçìáßíåé «ìå ôç äýíáìç ðüóùí áëüãùí á-íôéóôïé÷åß ç éó÷ýò ôïõ êéíçôÞñá».

Ç äéáöïñÜ, âÝâáéá, ôïõ áõôïêéíÞôïõ ìå

ôéò éððÞëáôåò Üìáîåò óôï èÝìá áõôü åßíáéüôé ôá Üëïãá ôñáâïýóáí ôçí Üìáîá áóêþ-íôáò åëêôéêÞ äýíáìç , ç ïðïßá - ìå ôç âï-Þèåéá ôùí ôñï÷þí - ôçí ìåôáêéíïýóå. Óôïáõôïêßíçôï, üìùò, ç åëêôéêÞ áõôÞ äýíáìçäåí õðÜñ÷åé. Áíôßèåôá, õðÜñ÷åé ç ñïðÞôïõ êéíçôÞñá, ç ïðïßá åßíáé êáé ç êéíçôÞñéáäýíáìç ôïõ óýã÷ñïíïõ áõôïêéíÞôïõ. Ôéóçìáßíïõí üëá áõôÜ; ÁðëÜ, ç ÷çìéêÞ åíÝñ-ãåéá ôïõ êáõóßìïõ, ìå ôçí êáýóç ìåôáôñÝ-ðåôáé, - ìÝóù ôùí åìâüëùí, - óå äýíáìçðïõ ìåôáôïðßæåé ôá Ýìâïëá. ÁõôÜ ìå ôçóåéñÜ ôïõò êáé áíÜëïãá ìå ôç äéáìüñöù-óç ðïõ Ý÷åé ï óôñïöáëïöüñïò Üîïíáò,ìåôáôñÝðïõí ôç äýíáìç óå ñïðÞ, áíáãêÜ-æïõí äçëáäÞ ôïí Üîïíá íá ðåñéóôñáöåß. ÇðåñéóôñïöÞ áõôÞ, óôç óõíÝ÷åéá, ìåôáäß-äåôáé óôïõò ôñï÷ïýò, ïé ïðïßïé ìå ôç óåé-ñÜ ôïõò êéíïýí ôï ü÷çìá. ÅÜí èÝëïõìå íáó÷çìáôßóïõìå ìéá ðéï óáöÞ, áëëÜ áðëïõ-óôåõìÝíç åéêüíá üëùí áõôþí, áò èõìç-èïýìå ôïí ôñüðï êßíçóçò ôïõ ðïäçëÜôïõ:Ìå ôá ðüäéá áóêïýìå ìéá äýíáìç ðïõóðñþ÷íåé ôá ðåôÜëéá, ôá ïðïßá ìå ôç óåé-ñÜ ôïõò äçìéïõñãïýí ìßá ñïðÞ, ðïõ ðåñé-óôñÝöåé ôïí ïäïíôùôü ôñï÷ü, áðü ôïí ï-ðïßï - ìå ôç âïÞèåéá ôçò áëõóßäáò, - ç ðå-ñéóôñïöÞ ìåôáäßäåôáé óôï ïðßóèéï êéíçôÞ-ñéï ôñï÷ü. ¸ôóé üóï ðéï äõíáôÜ ðéÝóïõìåôá ðåôÜëéá, ôüóï ìåãáëýôåñç ñïðÞ áóêåß-ôáé óôïí ôñï÷ü êáé Üñá, ôüóï ðéï ìåãÜëïöïñôßï ìðïñåß íá ìåôáêéíçèåß.

Åäþ, èá ðñÝðåé íá äéåõêñéíÞóïõìå äýïÝííïéåò: ôç ñïðÞ ôïõ êéíçôÞñá êáé ôéò óôñï-öÝò ôïõ êéíçôÞñá. Óå ãåíéêÝò ãñáììÝò, ïéóôñïöÝò ðåñéóôñïöÞò ó÷åôßæïíôáé ìå ôçíôá÷ýôçôá, ç ñïðÞ ìå ôï öïñôßï, ôï ìåôáöå-ñüìåíï äçëáäÞ âÜñïò Þ ç äõíáôüôçôá á-íüäïõ óå áíçöïñéêü ÝäÜöïò, åíþ ï óõí-äõáóìüò êáé ôùí äýï ó÷åôßæïíôáé ìå ôçí å-ðéôÜ÷õíóç ôïõ ï÷Þìáôïò. Õðåíèõìßæåôáé á-

16 ll

ðü ôç ÖõóéêÞ, üôé åðéôÜ÷õíóç åßíáé ï ñõè-ìüò áýîçóçò ôçò ôá÷ýôçôáò áðü óôÜóç Þ«åí êéíÞóåé», ìå ôç äåýôåñç ôá÷ýôçôá óôïïìþíõìï êéâþôéï ãíùóôÞ êáé ùò «ñåðñßæ».

Ç åðéôÜ÷õíóç áëëÜ êáé ç åðéâñÜäõíóç,ï áíôßóôïé÷ïò äçëáäÞ ñõèìüò ìåßùóçòôçò ôá÷ýôçôáò, Ý÷ïõí Üìåóç ó÷Ýóç ìå ôçíáäñÜíåéá ôïõ áõôïêéíÞôïõ. ÁíáôñÝ÷ïíôáòêáé ðÜëé óôç ÖõóéêÞ, èõìüìáóôå üôé áäñÜ-íåéá åßíáé ç ôÜóç êÜèå óþìáôïò (ôïõ áõôï-êéíÞôïõ óôçí ðåñßðôùóÞ ìáò) íá äéáôçñÞ-óåé ôçí êéíçôéêÞ ôïõ êáôÜóôáóç. Áõôü óç-ìáßíåé üôé áðáéôåßôáé ìåãáëýôåñç éó÷ýòôïõ êéíçôÞñá, ãéá íá åðéôá÷ýíåé Ýíá áõôï-êßíçôï (áðü óôÜóç Þ «åí êéíÞóåé») óå ó÷Ý-óç ìå ôçí éó÷ý ðïõ ÷ñåéÜæåôáé ãéá íá äéá-ôçñÞóåé óôáèåñÞ ìéá ôá÷ýôçôá ðïõ Þäç Ý-÷åé áðïêôÞóåé. Ôï ðñïöáíÝò áðïôÝëåóìááõôïý ôïõ öõóéêïý êáíüíá åßíáé ç Üìåóçåðßäñáóç óôçí êáôáíÜëùóç êáõóßìïõ ôïõêéíçôÞñá, áöïý ïé áðáéôÞóåéò ìåãáëýôå-ñçò éó÷ýïò ìåôáöñÜæïíôáé óå ìåãáëýôåñçðïóüôçôá êáõóßìïõ.

Ç áäñÜíåéá, üìùò, Ý÷åé êáé Üëëç óõíÝ-ðåéá óôçí êßíçóç ôïõ áõôïêéíÞôïõ, üôáí áõ-ôü êéíåßôáé óå óôñïöÞ. Åßíáé ãíùóôü üôé üôáíÝíá óþìá êéíåßôáé óå êõêëéêÞ ôñï÷éÜ, áíá-ðôýóóåôáé åðÜíù ôïõ ç öõãüêåíôñç äýíá-ìç. Ç äýíáìç áõôÞ, ôçò ïðïßáò ôï ìÝãåèïòåßíáé ôüóï ìåãáëýôåñï üóï ìåãáëýôåñç åß-íáé ç ôá÷ýôçôá, ìå ôçí ïðïßá êéíåßôáé ôï ü÷ç-ìá, ôï ùèåß Ýîù áðü ôç óôñïöÞ êáé, ëüãùôçò áäñÜíåéÜò ôïõ, áõôü ôåßíåé íá êéíçèåß

åõèýãñáììá. Óôçí ðåñßðôùóç áõôÞ, áí çðñüóöõóç ôùí åëáóôéêþí óôï ïäüóôñùìáäåí åßíáé êáëÞ, áí äçëáäÞ ôá åëáóôéêÜ äåíÝ÷ïõí êáëü «êñÜôçìá», ôüôå ôï áõôïêßíçôïèá «âãåß áðü ôï äñüìï». Ùóôüóï, êáé óôçíðåñßðôùóç áõôÞ, ç éó÷ýò ôïõ êéíçôÞñá åðç-ñåÜæåé ôïí ôñüðï êßíçóçò ôïõ áõôïêéíÞôïõóôéò óôñïöÝò, áöïý óå üëåò ôéò êáôçãïñßåòáõôïêéíÞôùí (åìðñïóèïêßíçôùí, ïðéóèïêß-íçôùí Þ ôåôñáêßíçôùí) - ãéá äéáöïñåôéêïýòëüãïõò êÜèå öïñÜ, -éó÷ýåé ç áñ÷Þ üôé ç áý-îçóç ôçò áðïäéäüìåíçò éó÷ýïò, êáôÜ ôçäéÜñêåéá ôçò êáìðýëçò äéáäñïìÞò («ãêÜæé å-ðÜíù óôç óôñïöÞ»), âïçèÜ óôç äéáôÞñçóçôçò ôñï÷éÜò åíüò ï÷Þìáôïò, áêüìç êáé áíáõôü êéíåßôáé ìå ó÷åôéêÜ õøçëïýò ñõèìïýò.¼ëá áõôÜ âÝâáéá éó÷ýïõí, ìüíï óôçí ðåñß-ðôùóç ðïõ ï ïäçãüò Ý÷åé óùóôÞ åêðáßäåõ-óç êáé áñêåôÞ åìðåéñßá. ÄéáöïñåôéêÜ, «áéôßáôïõ áôõ÷Þìáôïò Þôáí ç õðåñâïëéêÞ ôá÷ýôç-ôá», - üðùò èá ãñÜøïõí ïé åöçìåñßäåò - ðá-ñüëï ðïõ Üëëç Ýííïéá Ý÷åé ï üñïò õðåñâï-ëéêÞ ôá÷ýôçôá ãéá Ýíáí áðëü «ïäçãü ôçò Êõ-ñéáêÞò» êáé Üëëç ãéá Ýíáí ïäçãü ðïõ ãíùñß-æåé êáëÜ ôéò äõíáôüôçôåò ôïõ áõôïêéíÞôïõôïõ, áíôéëáìâÜíåôáé êáé áîéïëïãåß óùóôÜ ôéòóõíèÞêåò ôïõ äñüìïõ, áí äçëáäÞ áõôüò åß-íáé óôåãíüò, åðéêëéíÞò, êáëõììÝíïò ìå ðÜ-ãï, ïëéóèçñüò, åê êáôáóêåõÞò Þ ëüãù õ-ãñáóßáò - âñï÷Þò ê.ëð., êáé ðÜíù áð' üëáãíùñßæåé ôéò äéêÝò ôïõ éêáíüôçôåò êáé ôç äé-êÞ ôïõ êÜèå öïñÜ âéïëïãéêÞ êáé øõ÷ïëïãé-êÞ êáôÜóôáóç, áí äçëáäÞ äéáèÝôåé íçöáëéü-ôçôá, åãñÞãïñóç, áõôïóõãêÝíôñùóç, áíôï-÷Þ êáé «êáèáñü ìõáëü».



ll 17

vv Ãéáôß ôá áôìïêßíçôá áõôïêßíçôá äåí êáôüñèùóáí íá êáèéåñùèïýí;

vv Ãéáôß ïé ìç÷áíÝò ðïõ äéáäÝ÷èçêáí ôéò áôìïìç÷áíÝò, ïíïìÜóèçêáí ìç÷áíÝò åóùôåñéêÞò êáýóçò;

vv Ðïéï Þôáí ôï ðëåïíÝêôçìá ôçò ìç÷áíÞò ðïõ êáôáóêåýáóå ï Otto, óå ó÷Ýóç ìå ôéò áíôßóôïé÷åò ðïõ åß÷áí Þäç ðñïçãçèåß;

vv Ðþò ãéíüôáí ç åêêßíçóç ôùí ðñþôùí Ì.Å.Ê. êáéðïéåò äõóêïëßåò ðáñïõóßáæå ôï óýóôçìá áõôü;

vv Ãéáôß ç ðñüóöõóç åðçñåÜæåé ôéò åðéäüóåéò êáé ôçí áóöáëÞ êßíçóç ôïõ áõôïêéíÞôïõ;

vv Ãéáôß, åíþ ç ðñüóöõóç åßíáé ùöÝëéìç, ïé Üëëïõ åßäïõò ôñéâÝò ãßíåôáé ðñïóðÜèåéá íá åëá÷éóôïðïéçèïýí;

vv Íá áíáöÝñåôå ðáñáäåßãìáôá åöáñìïãÞò ôçò ñïðÞò óôç êáèçìåñéíÞ æùÞ.

vv Ãéáôß ç ìåãÜëç ñïðÞ óôïõò ôñï÷ïýò, êáôÜ ôçí åêêßíçóç, ðñïêáëåß ôï «óðéíÜñéóìá»êáé ôé áêñéâþò óõìâáßíåé ôüôå;

vv Ôé óõìâáßíåé üôáí ìéá óôñïöÞ «ðåôÜåé Ýîù»Ýíá áõôïêßíçôï;

vv Ãéáôß Ýíá áõôïêßíçôï, üóï ìåãáëýôåñç ôá÷ýôçôá Ý÷åé, ôüóï ìåãáëýôåñç áðüóôáóç åðéâñÜäõíóçò (öñåíáñßóìáôïò) ÷ñåéÜæåôáé;

vv Ãéáôß ôá öáñäéÜ ëÜóôé÷á äåí âåëôéþíïõí ôçí åðßäïóç üëùí ôùí áõôïêéíÞôùí; Óå ðïéá áõôïêßíçôá åßíáé ÷ñÞóéìá;

Áíáêåöáëáßùóç

Óôï ÊåöÜëáéï áõôü ðáñïõóéÜóôçêå ç áñ÷Þ ôçò éóôïñßáò ôïõ áõôïêéíÞôïõ, åíþ äüèçêå ìåãáëýôåñç âáñýôçôá óôçí åîÝëéîç ôïõ êéíçôÞñá.

ÐáñïõóéÜóôçêáí, åðßóçò, ïñéóìÝíá óõãêñéôéêÜ óôïé÷åßá êáôáóêåõÞò êáé áðüäïóçò ôùí áõôïêéíÞôùíôùí ðñþôùí äåêáåôéþí áðü ôçí åìöÜíéóÞ ôïõ.

ÔÝëïò, Ýãéíå ìßá óýíäåóç ôùí öõóéêþí åííïéþí, ðïõ ó÷åôßæïíôáé ìå ôçí êßíçóç ôïõ áõôïêéíÞôïõ, ìå ôçí ðñáêôéêÞ ïäÞãçóç êáé ôçí êáèçìåñéíÞ åíáó÷üëçóç ôïõ ìå áõôü.

ÅñùôÞóåéò


ll 19

ÊÅÖÁËÁÉÏ

2.1. ÃåíéêÜ

2.2. Äýíáìç

2.3. ÔñéâÞ

2.4. ÑïðÞ

2.5. Ðßåóç

2.6. Áðüëõôç Þ ðñáãìáôéêÞ ðßåóç

2.7. ¸ñãï

2.8. ÅíÝñãåéá

2.9. Éó÷ýò

2.10. Èåñìïêñáóßá

2.11. Ó÷åôéêÞ êáé áðüëõôç

èåñìïêñáóßá

2.12. Ðõêíüôçôá, åéäéêü âÜñïò

êáé åéäéêüò üãêïò

2.13. Èåñìüôçôá

2.14. Ôñüðïé ìåôÜäïóçò

ôçò èåñìüôçôáò

2.15. Ðñþôïò èåñìïäõíáìéêüò

íüìïò

2.16. Äåýôåñïò èåñìïäõíáìéêüò

íüìïò

2.17. ÊéíçôÞñéåò ìç÷áíÝò - Ïñéóìüò

2.18. ÊéíçôÞñéåò ìç÷áíÝò -

ÊáôÜôáîç

ÖõóéêÝò Ýííïéåò & ÊéíçôÞñéåò ìç÷áíÝò

2ÊÅÖÁËÁÉÏ

20 ll

ÖÕÓÉÊÅÓ ÅÍÍÏÉÅÓ ÊÁÉ ÊÉÍÇÔÇÑÉÅÓ ÌÇ÷ÁÍÅÓ

Äéäáêôéêïß óôü÷ïéÏ óêïðüò ôïõ êåöáëáßïõ áõôïý åßíáé íá äþóåé óôï ìáèçôÞ ôéò âáóéêÝò

ãíþóåéò ãéá ôéò êõñéüôåñåò öõóéêÝò Ýííïéåò êáé ôá äéÜöïñá ìåãÝèç ðïõ èá

óõíáíôÞóåé óå åðüìåíåò åíüôçôåò áõôïý ôïõ âéâëßïõ. Ïé ãíþóåéò áõôÝò åßíáé

áðáñáßôçôåò ãéá ôçí êáôáíüçóç ôüóï ôùí áñ÷þí ëåéôïõñãßáò ôùí äéáöüñùí ìç÷áíþí,

üóï êáé ôùí äéáöüñùí öáéíïìÝíùí ðïõ ï ìáèçôÞò âëÝðåé êáèçìåñéíÜ, ãýñù ôïõ.

ÌåôÜ ôçí ïëïêëÞñùóç ôïõ êåöáëáßïõ áõôïý, ï ìáèçôÞò èá ðñÝðåé íá åßíáé óå èÝóç:

ll íá äßíåé ôïí ïñéóìü ôçò äýíáìçò êáé íá ãíùñßæåé ôéò ìïíÜäåò ìÝôñçóÞò ôçò

ll íá äßíåé ôïí ïñéóìü ôçò ôñéâÞò êáé íá ìðïñåß íá äéá÷ùñßæåé ôá åßäç ôçò

ll íá äßíåé ôïí ïñéóìü ôçò ñïðÞò êáé ôùí ìïíÜäùí ìÝôñçóÞò ôçò

ll íá äßíåé ôïí ïñéóìü ôçò ðßåóçò êáé ôùí ìïíÜäùí ìÝôñçóÞò ôçò

ll íá äßíåé ôïí ïñéóìü ôçò èåñìïêñáóßáò êáé ôùí ìïíÜäùí ìÝôñçóÞò ôçò

ll íá äßíåé ôïí ïñéóìü ôïõ Ýñãïõ êáé ôùí ìïíÜäùí ìÝôñçóÞò ôïõ

ll íá äßíåé ôïí ïñéóìü ôçò éó÷ýïò êáé ôùí ìïíÜäùí ìÝôñçóÞò ôçò

ll íá äßíåé ôïí ïñéóìü ôçò åíÝñãåéáò êáé ôùí ìïíÜäùí ìÝôñçóÞò ôçò êáé íá ãíùñßæåé

ôá âáóéêÜ åßäç åíÝñãåéáò

ll íá äßíåé ôïí ïñéóìü ôçò èåñìüôçôáò êáé ôùí ìïíÜäùí ìÝôñçóÞò ôçò

ll íá ìðïñåß íá åîçãåß ìå áðëÜ ëüãéá ôéò âáóéêÝò áñ÷Ýò ôïõ ðñþôïõ êáé äåýôåñïõ

èåñìïäõíáìéêïý íüìïõ

ll íá ìðïñåß íá êáôáôÜóóåé êáôÜ åßäç, ôéò êéíçôÞñéåò ìç÷áíÝò, áíÜëïãá ìå ôïí

ôñüðï ëåéôïõñãßáò ôïõò, ôï êáýóéìï ðïõ ÷ñçóéìïðïéïýí, ôç äéÜôáîç ôùí âáóéêþí

ôìçìÜôùí ôïõò ê.ô.ë.

ÔÝëïò, ï ìáèçôÞò èá ðñÝðåé íá åêôåëåß ìå åõ÷Ýñåéá ôéò âáóéêÝò ìåôáôñïðÝò ôùí

ìïíÜäùí ãéá üëá ôá ìåãÝèç ðïõ ðåñéãñÜöïíôáé.

Áðü ôç ÖõóéêÞ åßíáé ãíùóôü, üôé üëá ôáóþìáôá ðïõ õðÜñ÷ïõí óôç öýóç âñßóêï-íôáé åßôå óå óôåñåÞ, åßôå óå õãñÞ åßôå óåáÝñéá êáôÜóôáóç. ÅéäéêÜ ãéá ôéò äýï ôå-ëåõôáßåò ðåñéðôþóåéò ìå ìéá ëÝîç ç êáôÜ-óôáóÞ ôùí óùìÜôùí áõôþí (õãñþí êáé á-åñßùí) ÷áñáêôçñßæåôáé ùò ñåõóôÞ, åíþ ôáßäéá ùò ñåõóôÜ.

Ôá öõóéêÜ óþìáôá, ãåíéêÜ, ìðïñïýí íááëëÜæïõí êáôÜóôáóç, üôáí ãéá êÜðïéï ëü-ãï ìåôáâÜëëåôáé åßôå ç èåñìïêñáóßá ôïõòåßôå ç ðßåóÞ ôïõò. ¸ôóé, ôá óôåñåÜ óþìáôáèåñìáéíüìåíá ëéþíïõí êáé ìåôáôñÝðïíôáéóå õãñÜ. Ôá õãñÜ üôáí èåñìáßíïíôáé ìåôá-ôñÝðïíôáé óå áôìïýò, åíþ áíôßèåôá, ôá áÝ-ñéá üôáí øý÷ïíôáé êáé óõìðéÝæïíôáé, ìåôá-

2.1 ÃåíéêÜ


ll 21

ôñÝðïíôáé óå õãñÜ. ×áñáêôçñéóôéêü åßíáéôï ðáñÜäåéãìá ôïõ íåñïý ôï ïðïßï óõíá-íôÜìå êáèçìåñéíÜ, åßôå ùò ðÜãï (óôåñåÜêáôÜóôáóç), åßôå ùò õãñü óôç èÜëáóóá, Þóôç âñýóç ôïõ óðéôéïý ìáò (õãñÞ êáôÜ-óôáóç), åßôå ôÝëïò, ùò áôìü óôá óýííåöá(áÝñéá êáôÜóôáóç).

Ç êáôÜóôáóç åíüò áåñßïõ ðñïóäéïñßæå-ôáé ìå áêñßâåéá, üôáí åßíáé ãíùóôÜ ôñßá ÷á-ñáêôçñéóôéêÜ óôïé÷åßá ôçò äçëáäÞ, ç ðßå-óç, ç èåñìïêñáóßá êáé ï üãêïò ôïõ. Áí Ýíá áðü ôá ôñßá ìåãÝèç ìåôáâëçèåß, ôü-ôå, èåùñåßôáé, üôé ôï áÝñéï ìåôáâÜëëåé ôçíêáôÜóôáóÞ ôïõ.Ôéò áëëáãÝò áõôÝò åðéäéþêïõìå íá ðñïêá -ëïýìå êáé íá åëÝã÷ïõìå, Ýôóé þóôå, ìÝóùôùí èåñìéêþí ìç÷áíþí, íá ðáñÜãïõìå ôïæçôïýìåíï Ýñãï.

2.2 Äýíáìç

Ãéá íá ìåôáâëçèåß ç êéíçôéêÞ êáôÜóôáóçåíüò óþìáôïò Þ ãéá íá ðáñáìïñöùèåß ôïó÷Þìá ôïõ, èá ðñÝðåé íá õðÜñ÷åé ìéá áéôßá.Ôçí áéôßá áõôÞ, ôçí ïðïßá äå âëÝðïõìå áë-ëÜ ôçí áíôéëáìâáíüìáóôå áðü ôá áðïôåëÝ-óìáôÜ ôçò, ôçí ïíïìÜæïõìå äýíáìç êáé ôçóõìâïëßæïõìå ìå ôï ãñÜììá F.

Äýíáìç, ëïéðüí åßíáé ôï áßôéï ðïõðñïêáëåß ôç ìåôáâïëÞ ôçò êéíçôéêÞòêáôÜóôáóçò åíüò óþìáôïò Þ ôçí ðá-ñáìüñöùóÞ ôïõ.

Ðáñáäåßãìáôá äõíÜìåùí åßíáé ç ðáãêü-óìéá Ýëîç ôùí óùìÜôùí, ïé ìáãíçôéêÝò êáéïé çëåêôñéêÝò äõíÜìåéò, ç ôñéâÞ, ç äýíáìçôïõ áíÝìïõ, ç Ýíôáóç ôïõ åëáôçñßïõ, ç Ý-íôáóç ôùí ìõþí åíüò áíèñþðïõ ðïõóðñþ÷íåé Þ áíõøþíåé Ýíá áíôéêåßìåíï, ç

äýíáìç ôùí áåñßùí ðïõ ðáñÜãïíôáé áðüôçí êáýóç ôïõ êáõóßìïõ ìÝóá óôï èÜëáìïêáýóçò ìéáò ìç÷áíÞò ê.ô.ë.

Ïé äõíÜìåéò óôç öýóç, áðü ðëåõñÜòðñïÝëåõóçò, äéáêñßíïíôáé óå äõíÜìåéò å-ðáöÞò êáé óå äõíÜìåéò ðåäßïõ.

Óôçí ðñþôç êáôçãïñßá, ïé äõíÜìåéò åì-öáíßæïíôáé üôáí ôá óþìáôá Ýñ÷ïíôáé óå å-ðáöÞ ìåôáîý ôïõò, åíþ óôç äåýôåñç êáôç-ãïñßá, ç åìöÜíéóÞ ôïõò ãßíåôáé ÷ùñßò ôáóþìáôá íá Ýñ÷ïíôáé óå åðáöÞ, ðáñÜ ìüíïáí áõôÜ âñåèïýí óôçí êáôÜëëçëç áðüóôá-óç Þ ãåíéêüôåñá, óôïí êáôÜëëçëï ÷þñï(ðåäßï). Ôá ðéï ãíùóôÜ áðü ôá ðåäßá åßíáéáõôü ôçò âáñýôçôáò ôçò Ãçò êáé ãåíéêüôå-ñá ôùí ïõñÜíéùí óùìÜôùí êáé ôï ìáãíçôé-êü ðåäßï, ôçí åðßäñáóç ôïõ ïðïßïõ áíôé-ëáìâáíüìáóôå üôáí ÷ñçóéìïðïéïýìå ÝíáìáãíÞôç ãéá íá óçêþóïõìå Ýíá ìåôáëëéêüáíôéêåßìåíï Þ üôáí ðáñáôçñïýìå ôçí êßíç-óç ôïõ äåßêôç ìéáò ðõîßäáò.

Ìéá äýíáìç êáèïñßæåôáé, åðáêñéâþò, ü-ôáí åßíáé ãíùóôÜ:❖ ôï ìÝãåèüò ôçò, äçëáäÞ ç ôéìÞ ôçò❖ ç äéåýèõíóç ðÜíù óôçí ïðïßá åíåñãåß,❖ ç öïñÜ ôçò, äçëáäÞ ðñïò ðïéá

êáôåýèõíóç äñá êáé❖ ôï óçìåßï åöáñìïãÞò ôçò

Óôçí ðåñßðôùóç ðïõ ôá ðáñáðÜíù óôïé-÷åßá åßíáé ãíùóôÜ, ç äýíáìç ìðïñåß íá áíá-ðáñáóôáèåß ãñáöéêÜ, ùò Ýíá äéÜíõóìá (âÝ-ëïò), ôï ìÞêïò ôïõ ïðïßïõ åêöñÜæåé ôï ìÝ-ãåèïò ôçò äýíáìçò, ç áé÷ìÞ ôïõ ôç öïñÜôçò äýíáìçò êáé ç áñ÷Þ Þ ôï ôÝëïò ôïõ äéá-íýóìáôïò ôï óçìåßï åöáñìïãÞò ôçò. ÓôïÓ÷Þìá 2.1 öáßíåôáé ç ãñáöéêÞ áíáðáñÜ-óôáóç ìéáò äýíáìçò êáé ï ïñéóìüò ôùíóôïé÷åßùí ðïõ ôçí êáèïñßæïõí.

22 ll


¼ôáí óå Ýíá óþìá åíåñãïýí ðåñéóóüôå-ñåò áðü ìßá äõíÜìåéò, ãéá íá âñïýìå ôï á-ðïôÝëåóìÜ ôïõò, èá ðñÝðåé íá êÜíïõìå ôçóýíèåóç ôùí åðéìÝñïõò äõíÜìåùí. Ôï áðï-ôÝëåóìá áõôÞò ôçò óýíèåóçò åßíáé ç óõíé-óôáìÝíç äýíáìç. Ìå Üëëá ëüãéá, ç óõíé-óôáìÝíç äýíáìç åßíáé ç äýíáìç åêåßíç ç ï-

ðïßá, üôáí èåùñçèåß üôé å-íåñãåß óå Ýíá óþìá, åðéöÝ-ñåé ôï ßäéï áðïôÝëåóìá ðïõåðéöÝñïõí äýï Þ ðåñéóóüôå-ñåò äõíÜìåéò ðïõ åíåñãïýíôáõôï÷ñüíùò, óôï ßäéï óþ-ìá. ÁõôÝò ïé åðéìÝñïõò äõ-íÜìåéò ïíïìÜæïíôáé óõíé-óôþóåò äõíÜìåéò. Ìå ôïí ßäéï ôñüðï, êÜèå äý-íáìç ìðïñåß íá áíáëõèåß

óôéò åðéìÝñïõò óõíéóôþóåò äõíÜìåéò ôçò.

ÌïíÜäá ìÝôñçóçò ôçò äýíáìçò óôï äéå-èíÝò óýóôçìá (SI) åßíáé ôï Newton (Íéïý-ôïí) ôï ïðïßï óõìâïëßæåôáé ìå ôï ãñÜììá Nêáé ïñßæåôáé ùò:

1N = kg ll m /s2

Ó÷Þìá 2.1 : Ï ïñéóìüò ôçò äýíáìçò

Ãéá ôç äýíáìç éó÷ýåé ï èåìåëéþäçò íüìïò ôçò

Ìç÷áíéêÞò ðïõ óõíäÝåé ôï áßôéï, ôï ïðïßï åßíáé

ç ßäéá ç äýíáìç, ìå ôï áðïôÝëåóìá áõôÞò, ðïõ

åßíáé ç åðéôÜ÷õíóç ôïõ óþìáôïò êáé ðåñéãñÜöå-

ôáé áðü ôç ó÷Ýóç :

F = m ll ã

Ï üñïò m, ðïõ åßíáé ðÜíôá èåôéêüò, åßíáé ç ìÜæá

ôïõ óþìáôïò êáé ðñïêýðôåé áðü ôçí ðáñáðÜíù

ó÷Ýóç ùò ôï ðçëßêï ôçò äýíáìçò F ç ïðïßá á-

óêåßôáé óôï óþìá äéá ôçò åðéôÜ÷õíóçò ã ðïõ äß-

íåé ç äýíáìç áõôÞ óôï óþìá, äçëáäÞ :

m = F / ã

Óôçí ðåñßðôùóç ôïõ ðåäßïõ âáñýôçôáò ôçò Ãçò,

ç äýíáìç F åßíáé ôï âÜñïò ôïõ óþìáôïò, åíþ ç

åðéôÜ÷õíóç ã åßíáé ç åðéôÜ÷õíóç ôçò âáñýôçôáò

g, ôï ãíùóôü äçëáäÞ áðü ôç öõóéêÞ ìÝãåèïò,

ôï ïðïßï óõíÞèùò Ý÷åé ôçí ôéìÞ g = 9,81 m/s2.

Óõíåðþò, Ýíá óþìá ðïõ Ý÷åé ìÜæá m = 1kg äÝ-

÷åôáé ìéá åëêôéêÞ äýíáìç F áðü ôç Ãç ßóç ìå:

F = m ll g = 1kg ll 9,81m/s 2 = 9,81 kg m/s 2

Ï íüìïò áõôüò ïíïìÜæåôáé èåìåëéþäçò ãéáôß á-

ðü áõôüí ðñïÝñ÷ïíôáé üëïé ïé õðüëïéðïé íüìïé

ôçò Ìç÷áíéêÞò.

Áðü ôïí ïñéóìü ôçò äýíáìçò ðñïêýðôåé üôé, áí óå

Ýíá óþìá ç äýíáìç F åßíáé ìçäåíéêÞ, åðåéäÞ ç ìÜ-

æá m åßíáé ðÜíôá äéÜöïñç ôïõ ìçäåíüò, áõôü óç-

ìáßíåé üôé ç åðéôÜ÷õíóç ôïõ óþìáôïò èá åßíáé ìç-

äÝí. ÄçëáäÞ, ôï óþìá ïýôå åðéôá÷ýíåôáé, ïýôå å-

ðéâñáäýíåôáé, ìå áðïôÝëåóìá åßôå íá ðáñáìÝíåé

áêßíçôï, åßôå íá êéíåßôáé ìå óôáèåñÞ ôá÷ýôçôá.

ÅðéðëÝïí ðëçñïöïñßåò


ll 23

Áí, áíôéèÝôùò, óå Ýíá óþìá áóêçèåß óôáèåñÞ

äýíáìç, ôï óþìá èá áðïêôÞóåé óôáèåñÞ åðéôÜ-

÷õíóç ,áöïý ç ìÜæá ôïõ åßíáé óôáèåñÞ.

¢ëëåò ìïíÜäåò ìÝôñçóçò ôçò äýíáìçò åßíáé ôï

kilopond (kp) (êéëïðüíô) êáé ç ëßìðñá äýíáìçò

(pound-force) Þ (lbf). Ãéá ôç ìåôáôñïðÞ ôùí ìïíÜ-

äùí ìðïñïýí íá ÷ñçóéìïðïéçèïýí ïé áíáëïãßåò:

1 N = 0,101972 kp

1 N = 0,224809 lbf

áëëÜ êáé

1 kp = 9,80665 N

1 lbf = 4,44822

2.3 ÔñéâÞ

ÔñéâÞ åßíáé ç äýíáìç ðïõ áíáðôýóóå-ôáé ìåôáîý äýï óùìÜôùí ôá ïðïßá âñß-óêïíôáé óå åðáöÞ êáé êéíïýíôáé Þ ôåß-íïõí íá êéíçèïýí ôï Ýíá ðñïò ôçí êá-ôåýèõíóç (ìÝñïò) ôïõ Üëëïõ.

Ç äýíáìç ôçò ôñéâÞò Ý÷åé äéåýèõíóç á-íôßèåôç áðü åêåßíç ðïõ Ý÷åé ç ó÷åôéêÞ êßíç-óç ôùí äýï åðéöáíåéþí üôáí ôñßâïíôáé ìå-ôáîý ôïõò, ìå áðïôÝëåóìá íá åìðïäßæåôáé çêßíçóç ôùí äýï óùìÜôùí.

ÕðÜñ÷ïõí ôñßá åßäç ôñéâÞò:■ ç óôáôéêÞ ôñéâÞ■ ç ôñéâÞ ïëßóèçóçò ■ ç ôñéâÞ êýëéóçò

Ðéï áíáëõôéêÜ:■ ÓôáôéêÞ ôñéâÞ åßíáé åêåßíç ðïõ åìöá-íßæåôáé üôáí ïé äýï åðéöÜíåéåò ðïõ Ýñ-÷ïíôáé óå åðáöÞ åßíáé áêßíçôåò. ■ ÔñéâÞ ïëßóèçóçò Ý÷ïõìå üôáí Ýíá óþ-ìá ïëéóèáßíåé (ãëéóôñÜ) åðÜíù óå ìéá åðé-öÜíåéá. Ãéá ðáñÜäåéãìá, ôñéâÞ ïëßóèç-óçò åìöáíßæåôáé ìåôáîý ôùí åðéöáíåéþíôùí åëáôçñßùí ôïõ åìâüëïõ ìéáò ìç÷á-íÞò êáé ôùí ôïé÷ùìÜôùí ôïõ ÷éôùíßïõ.■ ÔñéâÞ êýëéóçò áíáðôýóóåôáé üôáí Ý-íá óþìá êõëßåôáé åðÜíù óôçí åðéöÜíåéáåíüò Üëëïõ óþìáôïò. ¸ôóé ôñéâÞ êýëé-óçò Ý÷ïõìå óôçí ðåñßðôùóç ôùí Ýí-

óöáéñùí ôñéâÝùí (ñïõëåìÜí) êáé óôçíåðéöÜíåéá åðáöÞò ôùí åëáóôéêþí ôùíáõôïêéíÞôùí ìå ôï Ýäáöïò.

Ç óôáôéêÞ ôñéâÞ åßíáé ðÜíôïôå ìåãáëýôåñçôçò ôñéâÞò ïëßóèçóçò, åíþ ç ôñéâÞ êýëéóçòåßíáé ìéêñüôåñç áðü ôçí áíôßóôïé÷ç ôçò ïëß-óèçóçò.ÐåéñáìáôéêÜ Ý÷åé áðïäåé÷èåß, üôé ç äýíáìçôñéâÞò Ô åßíáé áíÜëïãç ðñïò ôçí êÜèåôçóõíéóôþóá ôçò äýíáìçò Fê, ðïõ êñáôÜ ôáäýï óþìáôá óå åðáöÞ êáé áíåîÜñôçôç áðüôï åìâáäüí ôçò åðéöÜíåéáò åðáöÞò ôùí äý-ï óùìÜôùí. ÄçëáäÞ, éó÷ýåé ç ó÷Ýóç:

Ô = ì ll Fê

Ï üñïò ì óôçí ðáñáðÜíù ó÷Ýóç ïíï-ìÜæåôáé óõíôåëåóôÞò ôñéâÞò êáé åßíáé ìéáóôáèåñÜ ÷ùñßò ìïíÜäåò, ðïõ åîáñôÜôáéáðü ôï åßäïò ôùí åðéöáíåéþí ðïõ âñßóêï-íôáé óå åðáöÞ, áëëÜ êáé áðü ôï åßäïò ôçòôñéâÞò ðïõ õðÜñ÷åé ìåôáîý ôùí äýï óù-ìÜôùí (óôáôéêÞ ôñéâÞ, Þ ôñéâÞ ïëßóèçóçòÞ ôñéâÞ êýëéóçò).

Áðü ôçí ðáñáðÜíù ó÷Ýóç êáôáëáâáß-íïõìå üôé ç äýíáìç ôñéâÞò äåí åîáñôÜôáéáðü ôï åìâáäüí ôçò åðéöÜíåéáò åðáöÞòôùí äýï óùìÜôùí, áëëÜ ìüíï áðü ôï åßäïòôùí åðéöáíåéþí ðïõ Ýñ÷ïíôáé óå åðáöÞ,äçëáäÞ áðü ôï óõíôåëåóôÞ ôñéâÞò, (Ó÷Þìá

24 ll


2.2). Ãéá ðáñÜäåéãìá, ç äýíáìç ôñéâÞò ðïõáíáðôýóóåôáé üôáí óðñþ÷íïõìå Ýíá âéâëß-ï åðÜíù óå Ýíá ôñáðÝæé, åßíáé ç ßäéá áíå-îÜñôçôá áðü ôï ðïéá ðëåõñÜ (åðéöÜíåéá)ôïõ âéâëßïõ Ýñ÷åôáé óå åðáöÞ ìå ôï ôñáðÝ-æé (ç ìéêñÞ Þ ç ìåãÜëç). Óôï ðáñÜäåéãìááõôü èåùñïýìå üôé üëåò ïé ðëåõñÝò ôïõ âé-âëßïõ åßíáé áðü ôï ßäéï õëéêü êáé óõíåðþò,Ý÷ïõí ôïí ßäéï óõíôåëåóôÞ ôñéâÞò.

ÁíÜëïãá ìå ôï åßäïò ôçò ôñéâÞò, ï óõ-íôåëåóôÞò ôçò äéáêñßíåôáé óå óôáôéêü óõ-íôåëåóôÞ ôñéâÞò, óå êéíçôéêü óõíôåëåóôÞôñéâÞò êáé óå óõíôåëåóôÞ ôñéâÞò êýëéóçò.ÅíäåéêôéêÜ áíáöÝñïõìå, üôé ï óõíôåëåóôÞòôñéâÞò ïëßóèçóçò ìåôáîý ìåôáëëéêþí åðé-öáíåéþí ìå êáëÞ êáôåñãáóßá ôïõò êáé óõ-íå÷Þ ëßðáíóç, ìðïñåß íá öèÜóåé Ýùò êáéôçí ôéìÞ 0,01. ÁíôéèÝôùò, ï óõíôåëåóôÞòôñéâÞò ïëßóèçóçò ìåôáîý îýëéíùí åðéöá-íåéþí, öèÜíåé Ýùò êáé ôçí ôéìÞ 0,5.

Ãéá ôç ìåßùóç ôùí ôñéâþí óôá äéÜöïñáôìÞìáôá ôùí ìç÷áíþí ÷ñçóéìïðïéïýíôáé ëé-ðáíôéêÝò ïõóßåò (ëÜäé ëßðáíóçò, ãñÜóïêôë.), ïé ïðïßåò ìåéþíïõí ôï óõíôåëåóôÞôñéâÞò êáé óõíåðþò, êáé ôç äýíáìç ôñéâÞò.Ìå ôïí ôñüðï áõôü ðåñéïñßæïíôáé ïé áðþ-ëåéåò ëüãù ôñéâþí, ðïõ óôéò êéíçôÞñéåò ìç-÷áíÝò åßíáé ðïëý óçìáíôéêÝò.

Ç äýíáìç ôçò ôñéâÞò ðáñÜãåé áñíçôéêüÝñãï ôï ïðïßï ìåôáôñÝðåôáé óå èåñìüôçôá.Óôéò êéíçôÞñéåò ìç÷áíÝò ôï ëÜäé ôçò ëßðáí-óçò, åêôüò áðü ôç ìåßùóç ôùí ôñéâþí, áðï-ìáêñýíåé êáé ìÝñïò ôçò áíáðôõóóüìåíçòèåñìüôçôáò. ̧ ôóé ôá äéÜöïñá óçìåßá ôçò ìç-÷áíÞò êáôÜ ôç äéÜñêåéá ôçò ëåéôïõñãßáò ôçò,äéáôçñïýí óôáèåñÞ èåñìïêñáóßá êáé âñßóêï-íôáé ìÝóá óôá üñéá ôçò áíôï÷Þò ôïõò.

2.4 ÑïðÞ

¼ôáí óå Ýíá óþìá ôï ïðïßï ìðïñåß íá ðå-ñéóôñÝöåôáé ãýñù áðü Ýíá óçìåßï, åöáñ-ìïóôåß ìéá äýíáìç, ç äéåýèõíóç ôçò ïðïßáòäåí äéÝñ÷åôáé áðü ôï óçìåßï ðåñéóôñïöÞò,ôüôå ôï óþìá èá óôñáöåß.

Ôï ìÝãåèïò ôçò óôñïöÞò áõôÞò åîáñôÜôáé:❖ áðü ôï ìÝãåèïò ôçò äýíáìçò êáé❖ áðü ôçí åëÜ÷éóôç áðüóôáóç ôçò

äýíáìçò áðü ôï óçìåßï ðåñéóôñïöÞòÏíïìÜæïõìå, ëïéðüí ñïðÞ M, ôï ãéíüìåíïôçò äýíáìçò F åðß ôçí åëÜ÷éóôç áðüóôá-óç d, (Ó÷Þìá 2.3). ÄçëáäÞ éó÷ýåé ç ó÷Ýóç:

M = F ll d

Ç åëÜ÷éóôç áðüóôáóç d ïíïìÜæåôáé ìï-÷ëïâñá÷ßïíáò. ÁíÜëïãá ìå ôç öïñÜ ìå ôçí ïðïßá ìéá äý-íáìç óôñÝöåé ôï óþìá, ç áíôßóôïé÷ç ñïðÞ÷áñáêôçñßæåôáé ùò èåôéêÞ Þ áñíçôéêÞ. ÓõíÞèùò, üôáí ç äýíáìç óôñÝöåé ôï óþìáêáôÜ ôç öïñÜ ôùí äåéêôþí ôïõ ñïëïãéïý, çñïðÞ Ý÷åé äåîéüóôñïöç öïñÜ êáé ÷áñáêôç-ñßæåôáé ùò èåôéêÞ. ÁíôéèÝôùò, üôáí ç äýíáìç óôñÝöåé ôï óþìááíôßèåôá ðñïò ôç öïñÜ ôùí äåéêôþí ôïõñïëïãéïý, ç ñïðÞ åßíáé áñéóôåñüóôñïöçêáé ÷áñáêôçñßæåôáé ùò áñíçôéêÞ.

Ó÷Þìá 2.2 Ç äýíáìç ôñéâÞò åßíáé áíåîÜñôçôç áðü ôïåìâáäüí ôçò åðéöÜíåéáò åðáöÞò


ll 25

Ç ñïðÞ åßíáé Ýíá ìÝãåèïò ôï ïðïßï óõ-íáíôÜìå êáèçìåñéíÜ óôç æùÞ ìáò óå ìåãÜ-ëï ðëÞèïò åöáñìïãþí, üðùò ãéá ðáñÜ-äåéãìá, üôáí óößããïõìå Þ ÷áëáñþíïõìå

ìéá âßäá ìå ôï «ãåñìáíéêü» êëåéäß Þ üôáí÷ñçóéìïðïéïýìå ôï ÷åñïýëé (ðüìïëï) ìéáòðüñôáò ãéá íá ôçí áíïßîïõìå. Ôçí áéóèáíü-ìáóôå åðßóçò óôá ðüäéá ìáò, üôáí êéíïý-ìáóôå ìå ôï ðïäÞëáôï, åíþ ôçí áíôéëáìâá-íüìáóôå êáé óå ìéá ìç÷áíÞ åóùôåñéêÞòêáýóçò (ÌÅÊ) üôáí âëÝðïõìå ôç ìåôáôñï-ðÞ ôçò ðáëéíäñïìéêÞò êßíçóçò ôïõ åìâü-ëïõ óå áíôßóôïé÷ç ðåñéóôñïöéêÞ ôïõ óôñï-öáëïöüñïõ Üîïíá ôçò ìç÷áíÞò. Éó÷ýåé,óõíåðþò, üôé êáé ìå ôéò äõíÜìåéò: üôáí äç-ëáäÞ óå Ýíá óþìá åðåíåñãïýí ðåñéóóüôå-ñåò áðü ìßá ñïðÝò, ôï óþìá êáôáëáâáßíåéôç óõíéóôáìÝíç ôïõò, ðïõ äåí åßíáé ôßðïôáÜëëï áðü ôï áëãåâñéêü Üèñïéóìá üëùíôùí ñïðþí ðïõ åíåñãïýí. ¸ôóé, áí óå Ýíáóþìá åíåñãïýí ïé ñïðÝò M1, M2 êáé Ì3, çóõíéóôáìÝíç ñïðÞ Ì èá åßíáé:

Ì = Ì1 + Ì2 + Ì3

Ó÷Þìá 2.3 : Ï ïñéóìüò ôçò ñïðÞò

ÐáñÜäåéãìá - ¢óêçóç

¸óôù, üôé ï äéùóôÞñáò ìéáò ìç÷áíÞò ðåôñåëáß-ïõ (diesel) ìåôáâéâÜæåé ìéá äýíáìç F ßóç ìå12.000N, (Ó÷Þìá 2.4). Ðïéïò åßíáé ï ìï÷ëïâñá-÷ßïíáò ôçò äýíáìçò ùò ðñïò ôïí Üîïíá ôïõóôñïöáëïöüñïõ êáé ðüóç ç ñïðÞ ðïõ ðñïêá-ëåß; Äßíïíôáé åðßóçò:ç ãùíßá ö = 8°ç áðüóôáóç L = 0,4m

ËýóçÃéá íá âñïýìå ôïí ìï÷ëïâñá÷ßïíá, ðñïåêôåß -íïõìå ôçí åõèåßá ôïõ äéùóôÞñá ðñïò ôá êÜ-ôù, êáé áðü ôï êÝíôñï ôïõ óôñïöáëïöüñïõöÝñíïõìå êÜèåôç ãñáììÞ ðñïò ôçí ðñïÝêôá-óç ôïõ äéùóôÞñá, (Ó÷Þìá 2.4). Ç æçôïýìåíçáðüóôáóç åßíáé ôï ìÞêïò d ôï ïðïßï ìðïñåßíá õðïëïãéóôåß åýêïëá, ÷ñçóéìïðïéþíôáò ôçíôñéãùíïìåôñéêÞ ó÷Ýóç ïñéóìïý ôïõ çìßôïíïõôçò ãùíßáò ö.

ÄçëáäÞ, èá éó÷ýåé ç ó÷Ýóç :

sinö = d / L Þ d = L ll sinö Þd = 0,4 ll 0,13917 = 0,0557 m

Óõíåðþò ç ñïðÞ ðïõ áíáðôýóóåôáé óôï êÝíôñïôïõ óôñïöáëïöüñïõ èá åßíáé:

M = F ll d = 12.000 ll 0,0557 = 668,4 Nm

Ó÷Þìá 2.4 : Õðïëïãéóìüò

ôçò ñïðÞò ðïõ ðñïêáëåß ï äéùóôÞñáò ôçò ìç÷áíÞò

26 ll


2.5 Ðßåóç

¼ëá ôá áÝñéá Ý÷ïõí ôçí ôÜóç íá êáôá-ëáìâÜíïõí óõíå÷þò êáé ìåãáëýôåñï üãêï.¸ôóé, üôáí Ýíá áÝñéï ðåñéïñéóôåß óå Ýíáêëåéóôü äï÷åßï, ç ôÜóç ôïõ íá êáôáëÜâåé ü-ëïí ôïí üãêï ôïõ äï÷åßïõ, åêäçëþíåôáéóáí ìéá äýíáìç. Ç äýíáìç áõôÞ áóêåßôáé ï-ìïéüìïñöá óå üëá ôá óçìåßá ôùí ôïé÷ùìÜ-ôùí ôïõ äï÷åßïõ, ìÜëéóôá ìå ôÝôïéï ôñüðï,þóôå óå ßóçò Ýêôáóçò åðéöÜíåéåò ôïé÷ùìÜ-ôùí íá åîáóêïýíôáé ßóåò äõíÜìåéò. Äçëá-äÞ, óå êÜèå ìïíÜäá åðéöÜíåéáò ôïõ äï÷åß-ïõ åöáñìüæåôáé ìéá äýíáìç, ç ïðïßá ïíï-ìÜæåôáé ðßåóç.

Ðßåóç, ëïéðüí, åßíáé ç äýíáìç ç ïðïßá áíôéóôïé÷åß óôç ìïíÜäá åðéöáíåßáò êáé ïñßæåôáé ùò ôï ðçëßêï ìéáò äýíáìçò ðñïò ôï åìâáäüí ôçò åðéöáíåßáò åðÜíù óôçíïðïßá åöáñìüæåôáé áõôÞ ç äýíáìç.

Áí p åßíáé ç ðßåóç, F ç äýíáìç êáé S ç å-ðéöÜíåéá, ôüôå óýìöùíá ìå ôïí ðáñáðÜíùïñéóìü, ç ðßåóç ïñßæåôáé ùò:

p = F/S

Åßíáé óáöÝò, üôé üóï ôï ìÝãåèïò ôïõ äï-÷åßïõ - ìÝóá óôï ïðïßï õðÜñ÷åé Ýíá áÝñéï -ìéêñáßíåé, ôüóï ìåãáëýôåñç ãßíåôáé ç ðßåóçðïõ áóêåß ôï áÝñéï óôá ôïé÷þìáôá ôïõ äï-÷åßïõ. ÁíôéèÝôùò, üôáí ôï ìÝãåèïò ôïõ äï-÷åßïõ ìåãáëþíåé, ôï áÝñéï êáôáëáìâÜíåéìåãáëýôåñï üãêï åíþ ç ðßåóç ôïõ áåñßïõåëáôôþíåôáé.

¼ôáí óå Ýíá áÝñéï áõîÜíåé ç ðßåóç, ôü-ôå ëÝìå üôé ôï áÝñéï óõìðéÝæåôáé. ¼ôáí á-íôéèÝôùò, óå Ýíá áÝñéï åëáôôþíåôáé ç ðßå-óç, ôüôå ëÝìå üôé ôï áÝñéï åêôïíþíåôáé.

Ïé áíôßóôïé÷ïé üñïé ðïõ ðñïêýðôïõí áðüôéò äýï áõôÝò êáôáóôÜóåéò ôïõ áåñßïõ,(äçëáäÞ ç óõìðßåóç êáé ç åêôüíùóç), åßíáéðïëý óçìáíôéêïß ãéá ôçí ðåñéãñáöÞ êáé ôçíêáôáíüçóç ôçò ëåéôïõñãßáò üëùí ó÷åäüíôùí êéíçôÞñéùí ìç÷áíþí.Ãéá ôç ìÝôñçóç ôçò ðßåóçò ÷ñçóéìïðïéïý-íôáé äéÜöïñåò ìïíÜäåò, åßôå ôïõ ìåôñéêïý,åßôå ôïõ áããëéêïý óõóôÞìáôïò. Óýã÷ñïíç ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôçò ðßåóçò åß-íáé ôï bar, ôï ïðïßï ïñßæåôáé ùò:

1 bar = 10 N/cm2

åíþ, êáôÜ ðñïóÝããéóç, ìðïñåß íá èåùñçèåßüôé:

1 at = 1 bar Þ áêñéâÝóôåñá1 at = 0,989665 bar

Óôï äéåèíÝò óýóôçìá SI, ùò âáóéêÞ ìïíÜäáðßåóçò èåùñåßôáé ôï Pascal (Pa), ôï ïðïßïïñßæåôáé ùò:

1 Pa = 1N/m2

Áêüìá éó÷ýåé üôé:

1 bar = 105 Pa

Õðåíèõìßæåôáé üôé ìå ôï ãñÜììá N óõìâïëß-æåôáé ç ìïíÜäá äýíáìçò Newton (Íéïýôïí)ç ïðïßá ïñßæåôáé ùò:

1 N = 1kg ll m/s2


ll 27

Ìéá áðü ôéò ðñþôåò ìïíÜäåò ìÝôñçóçò ôçò ðßå-óçò åßíáé ç öõóéêÞ áôìüóöáéñá, ç ïðïßá óõìâï-ëßæåôáé ìå ôá ãñÜììáôá atm êáé áíôéðñïóùðåýåéôçí ðßåóç ðïõ áóêåß ôï âÜñïò ôïõ áÝñá ôçò á-ôìüóöáéñáò óôçí åðéöÜíåéá ôçò Ãçò. Ôçí ðßåóçáõôÞ ðñþôïò ìåëÝôçóå êáé ìÝôñçóå ï Éôáëüòöõóéêüò Torricelli (1608-47) ï ïðïßïò âñÞêå üôéç ðßåóç ðïõ áóêåßôáé óôçí åðéöÜíåéá ôçò èÜëáó-óáò, õðü ïñéóìÝíåò áôìïóöáéñéêÝò óõíèÞêåò,åßíáé ßóç ìå ôçí ðßåóç ðïõ áóêåß ìéá óôÞëç õ-äñáñãýñïõ (Hg) ýøïõò 760 mm.

¸ôóé, ìðïñïýìå íá ðïýìå üôé :

1 atm = 760 mm óôÞëçò õäñáñãýñïõ Þ1 atm = 760 mm Hg

ÄåäïìÝíïõ üôé ôï åéäéêü âÜñïò ôïõ õäñáñãýñïõåßíáé êáôÜ 13,6 öïñÝò ìåãáëýôåñï áðü åêåßíïôïõ íåñïý, áõôü óçìáßíåé üôé ôá 760mm õäñáñ-ãýñïõ áíôéóôïé÷ïýí óå:

760 ll 13,6 = 10 ll 330 mm = 10,33 m íåñïý

êáé óõíåðþò:1 atm = 760 mm Hg = 10,33 m óôÞëçò íåñïý

Áí èåùñÞóïõìå ìéá óôÞëç íåñïý ìå âÜóç 1 cm2

êáé ýøïò 10,33m Þ 1.033cm, ôüôå ç óôÞëç áõôÞèá Ý÷åé üãêï, ßóï ìå:

1 cm2ll 1033 cm = 1033 cm 3

ÁëëÜ åðåéäÞ êÜèå êõâéêü åêáôïóôü (cm3) íåñïýÝ÷åé âÜñïò 1gr, ôï âÜñïò áõôÞò ôçò óôÞëçò èáåßíáé 1.033gr Þ 1,033kg. Ìå ôá óôïé÷åßá áõôÜðñïêýðôåé üôé ìßá öõóéêÞ áôìüóöáéñá (atm) åß-íáé ßóç ìå ôçí ðßåóç ðïõ áóêåß âÜñïò 1,,033kgóôç óôïé÷åéþäç åðéöÜíåéá åíüò ôåôñáãùíéêïý å-êáôïóôïý (cm2).ÄçëáäÞ:

1 atm = 1,033 kg/c m2

Ç ðßåóç ôçò áôìüóöáéñáò äåí åßíáé üìùò ðÜíôáóôáèåñÞ êáé ßóç ìå 1 atm, áëëÜ ìåôáâÜëëåôáé á-íÜëïãá ìå ôéò áôìïóöáéñéêÝò óõíèÞêåò. Åðßóçò,ìåôáâÜëëåôáé áðü ôï Ýíá ìÝñïò ôçò Ãçò óôï Üë-ëï áíÜëïãá ìå ôï õøüìåôñï ôïõ êÜèå ôüðïõ. Ãéáôïõò ëüãïõò áõôïýò, ç öõóéêÞ áôìüóöáéñá ùòìïíÜäá ÷ñçóéìïðïéåßôáé óðáíéüôáôá, ôïõëÜ÷é-óôïí óå ôå÷íéêÝò åöáñìïãÝò.

Áíôß ãéá ôç öõóéêÞ áôìüóöáéñá, ÷ñçóéìïðïéÞ-èçêå, ðáëáéüôåñá, ç ôå÷íéêÞ áôìüóöáéñá ç ï-ðïßá åîáêïëïõèåß íá ÷ñçóéìïðïéåßôáé áêüìáêáé óÞìåñá óå ïñéóìÝíåò åöáñìïãÝò. Ç ìïíÜ-äá áõôÞ óõìâïëßæåôáé ìå ôá ãñÜììáôá at êáé ï-ñßæåôáé ùò:

1 at = 1 kg/cm2 = 735.5 mm óôÞëçò Hg

Óôï áããëéêü óýóôçìá ìïíÜäùí, áíôß ôïõ Í÷ñçóéìïðïéåßôáé ç ëßìðñá äýíáìçò (lbf) êáé, á-íôß ôùí ôåôñáãùíéêþí ìÝôñùí (m2), ïé ôåôñá-ãùíéêÝò ßíôóåò (in2). ¸ôóé, óôï áããëéêü óýóôç-ìá ìïíÜäùí ç ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôçò ðßåóçò ï-ñßæåôáé ùò :

Ëßìðñá äýíáìçò áíÜ ôåôñáãùíéêÞ ßíôóáóõìâïëßæåôáé äå ùò : lbf/in2 Þ áëëéþò p.s.i, áðüôçí áããëéêÞ Ýêöñáóç : pound per square inch(ëßìðñá áíÜ ôåôñáãùíéêÞ ßíôóá).

Ãéá ôç ìåôáôñïðÞ ôùí ìïíÜäùí ôïõ áããëéêïýóõóôÞìáôïò óôï äéåèíÝò óýóôçìá, ìðïñåß íá÷ñçóéìïðïéçèïýí ïé áíáëïãßåò :

1 lbf/in 2 (=1p.s.i) = 6894,76 Pa = 0,0689 bar

êáé

1 bar (=10 5 Pa) = 14,5037 lbf/in 2 (=p.s.i)


28 ll


2.6 Áðüëõôç Þ ðñáãìáôéêÞ

ðßåóç

Ç ðßåóç ðïõ åîáóêåß Ýíá õãñü Þ Ýíá áÝ-ñéï óôï ÷þñï ðïõ âñßóêåôáé, õðïëïãßæåôáéìå Ýíá üñãáíï ôï ïðïßï ïíïìÜæåôáé ìáíüìå-ôñï. Áí ïñßóïõìå, ëïéðüí, ùò áðüëõôç ðßå-óç, ôçí ðñáãìáôéêÞ ðßåóç ðïõ áóêåß ôï õãñüÞ ôï áÝñéï, êáé ùò áôìïóöáéñéêÞ ðßåóç, ôçíðßåóç ðïõ áóêåß ôï âÜñïò ôïõ áôìïóöáéñé-êïý áÝñá óôçí åðéöÜíåéá ôçò èÜëáóóáò, ôü-ôå ç äéáöïñÜ ôïõò ìáò äßíåé ôç ìáíïìåôñéêÞðßåóç, äçëáäÞ ôçí Ýíäåéîç ðïõ äåß÷íïõí ôáìáíüìåôñá. Ìå Üëëá ëüãéá, áí:

pabs åßíáé ç áðüëõôç ðßåóç,pa åßíáé ç áôìïóöáéñéêÞ ðßåóç êáépg ç ìáíïìåôñéêÞ ðßåóç, ôüôå éó÷ýåé ç ó÷Ýóç:

pg = pabs - pa

ÐáñáóôáôéêÜ, ç ðáñáðÜíù ó÷Ýóç áðåéêïíß-æåôáé óôï (Ó÷Þìá 2.5).Ç ìáíïìåôñéêÞ ðßåóç (äçëáäÞ ç ðßåóçðïõ äåß÷íïõí ôá ìáíüìåôñá) åßíáé çäéáöïñÜ ôçò áðüëõôçò ðßåóçò áðü ôçíáôìïóöáéñéêÞ.Áí áðü Ýíá êëåéóôü äï÷åßï áöáéñÝóïõìåôåëåßùò ôïí áÝñá, ôüôå ìÝóá ó' áõôü ôï÷þñï èá åðéêñáôåß ôï ôÝëåéï êåíü. Áõôüóçìáßíåé, üôé ç ðßåóç ìÝóá óôï ÷þñï åßíáéìçäåíéêÞ, áöïý äåí õðÜñ÷åé êÜðïéï áÝñéïðïõ íá áóêåß ðßåóç óôá ôïé÷þìáôá ôïõäï÷åßïõ.Ìå ôçí ßäéá Ýííïéá, üôáí ç ðßåóç ìÝóá ó' Ý-íá ÷þñï åßíáé ìéêñüôåñç ôçò áôìïóöáéñé-êÞò ðßåóçò, ôüôå ëÝìå üôé óôï ÷þñï Ý÷ïõìå«êåíü», ôïõ ïðïßïõ ôï ìÝãåèïò åêöñÜæåôáéùò ç äéáöïñÜ ôçò áðüëõôçò ðßåóçò êáé ôçò

áôìïóöáéñéêÞò, üðùò öáßíåôáé êáé óôï Ó÷Þ-ìá 2.5. Ïé ìïíÜäåò ìÝôñçóçò ôïõ êåíïý åß-íáé áíÜëïãåò ìå áõôÝò ôçò ðßåóçò, êáé åßíáéäéáâáèìéóìÝíåò óå mm óôÞëçò õäñáñãý-ñïõ (Hg), åíþ ôá üñãáíá ìÝôñçóçò ôïõêåíïý ïíïìÜæïíôáé õðïðéåóüìåôñá (Þ êå-íüìåôñá). Ôá õðïðéåóüìåôñá, óõíÞèùò, öÝñïõí õðï-äéáéñÝóåéò óå mbars Þ óå mm óôÞëçò õ-äñáñãýñïõ (Hg). Èá ðñÝðåé íá óçìåéùèåßðÜíôùò, üôé ðñáêôéêÜ, ôï ôÝëåéï êåíü äåíìðïñåß íá åðéôåõ÷èåß, áêüìá êáé ìÝóá óååñãáóôçñéáêïýò ÷þñïõò.


Óå ìßá ìç÷áíÞ åóùôåñéêÞò êáýóçò,üðùò åßíáé ç ìç÷áíÞ Diesel åíüò ðëïß-ïõ, ç äéÜìåôñïò ôïõ åìâüëïõ åßíáé800 mm êáé ç ðßåóç ðïõ åìöáíßæåôáéêáôÜ ôçí êáýóç ôïõ ìßãìáôïò åßíáé 15bar. Ðüóç åßíáé ç äýíáìç ðïõ áóêåßôáéóôï Ýìâïëï;

ËýóçÁñ÷éêÜ õðïëïãßæåôáé ç åðéöÜíåéá

ôïõ åìâüëïõ áðü ôç ó÷Ýóç:

S = ð ll d2/4

Ó÷Þìá 2.5 : Ó÷çìáôéêÞ ðáñÜóôáóç ôùí äéáöüñùíðéÝóåùí


ll 29

üðïõ S åßíáé ôï åìâáäüí ôçò åðéöáíåß-áò ôïõ åìâüëïõ êáé d ç äéÜìåôñïò ôïõåìâüëïõ.

¢ñá :S = 3,14159 ll 0,82 / 4 = 0,502 m2

Ìå âÜóç ôïí ïñéóìü ôçò ðßåóçò:

p = F/S

Þ äéáöïñåôéêÜ

F = p ll S,

ÌåôáôñÝðïõìå ôá 15 bar óå ìïíÜäåòôïõ äéåèíïýò óõóôÞìáôïò (SI) êáé Ý-÷ïõìå:

p = 15 bar = 15 ll 105 N/m5 = 15 ll 10 5 Pa

¢ñá, ôåëéêÜ, ç äýíáìç F èá åßíáé:

F = 15 ll 10 5 ll 0,502 = 753.000 N

Þ äéáöïñåôéêÜ :

F = 7,53 ll 105 N

2.7 ¸ñãï

¼ôáí ìéá äýíáìç ìåôáêéíåß ôï óçìåßï å-öáñìïãÞò ôçò êáôÜ ôç äéåýèõíóÞ ôçò, ôü-ôå ëÝìå üôé ç äýíáìç áõôÞ ðáñÜãåé Ýñãï.Ãéá ðáñÜäåéãìá, Ýñãï ðáñÜãåôáé üôáí óç-êþíïõìå ìå Ýíá ãåñáíü, Ýíá öïñôßï áðü ôïÝäáöïò óå êÜðïéï ýøïò.

Ôüôå, ôï ðïóü ôïõ Ýñãïõ W ðïõ ðáñÜãå-ôáé, åßíáé ßóï ìå ôï ãéíüìåíï ôçò äýíáìçò Fåðß ôçí áðüóôáóç l óôçí ïðïßá ìåôáêéíÞèç-êå ç äýíáìç, (Ó÷Þìá 2.6). ÄçëáäÞ:

W = F ll l

Óõíåðþò ìðïñïýìå íá ðïýìå üôé: ¸ñãïåßíáé ôï ãéíüìåíï ìéáò äýíáìçò åðß ôçíáðüóôáóç, êáôÜ ôçí ïðïßá ìåôáêéíåßôáéôï óçìåßï åöáñìïãÞò ôçò äýíáìçò êá-ôÜ ôç äéåýèõíóç ôçò.

¼ôáí ç ìåôáôüðéóç ôïõ óþìáôïò Ý÷åé ôçöïñÜ ôçò äýíáìçò, ôüôå ôï Ýñãï ðïõ ðá-ñÜãåôáé, èåùñåßôáé èåôéêü, åíþ áí ç ìåôá-ôüðéóç åßíáé áíôßèåôç ðñïò ôç öïñÜ ôçò äý-íáìçò, ôüôå ôï Ýñãï èåùñåßôáé áñíçôéêü.Áí ç ìåôáôüðéóç åßíáé êÜèåôç ðñïò ôç äéåý-èõíóç ôçò äýíáìçò ôüôå ôï Ýñãï ðïõ ðá-ñÜãåôáé åßíáé ìçäÝí.Óýìöùíá ìå ôïõò ïñéóìïýò áõôïýò, èåôéêüÝñãï ðáñÜãåôáé üôáí, ãéá ðáñÜäåéãìá, á-

Ó÷Þìá 2.6 Ïñéóìüò ôïõ Ýñãïõ

30 ll


íõøþíåôáé Ýíá âÜñïò Þ óõìðéÝæåôáé Ýíá å-ëáôÞñéï Þ üôáí ôá áÝñéá ìÝóá óôï èÜëáìïêáýóçò ìéáò ìç÷áíÞò åêôïíþíïíôáé êáé ù-èïýí ôï Ýìâïëï. Áíôßèåôá, üôáí ðñïóðá-èïýìå íá óçêþóïõìå Ýíá âÜñïò, ç äýíáìçôçò âáñýôçôáò ðáñÜãåé áñíçôéêü Ýñãï, á-öïý ç ìåôáôüðéóç (áíýøùóç) ðïõ åðé÷åé-ñïýìå, Ý÷åé áíôßèåôç öïñÜ áðü ôç öïñÜôçò äýíáìçò ôçò âáñýôçôáò. ÌïíÜäá ìÝ-ôñçóçò ôïõ Ýñãïõ óôï äéåèíÝò óýóôçìá(SI) åßíáé ôï Joule (ÔæÜïõë) ôï ïðïßï óõì-âïëßæåôáé ìå ôï ãñÜììá J êáé ïñßæåôáé ùò:

1J = 1N ll m


¢ëëåò ìïíÜäåò Ýñãïõ åßíáé ôï erg (Ýñãéï), å-íþ óôï áããëéêü óýóôçìá ìïíÜäá Ýñãïõ åß-íáé ôï ðïäüëéìðñï (ft-lbf). Ãéá ôç ìåôáôñïðÞáõôþí ôùí ìïíÜäùí, óôï ÄéåèíÝò Óýóôçìá(SI) éó÷ýïõí ïé ðáñáêÜôù áíáëïãßåò:

1 erg = 10-7 J1 ft-lbf = 1,35582 J


Ðüóï åßíáé ôï Ýñãï ðïõ ðáñÜãåôáéüôáí áíõøþíåôáé âÜñïò 50 Í (ìÜæáðåñßðïõ 5,1 kg) óå ýøïò 10 m;

ËýóçÔï Ýñãï ðïõ ðáñÜãåôáé õðïëïãßæå-

ôáé áðü ôç ó÷Ýóç:

W = F ll l

üðïõ F=50 N êáé l=10 m¢ñá, ôï ðáñáãüìåíï Ýñãï èá åßíáé:

W = 50 ll 10 = 500J

2.8 ÅíÝñãåéá

¸íá óþìá Þ Ýíá óýóôçìá ëÝìå üôé Ý÷åéåíÝñãåéá üôáí ìðïñåß íá áðïäþóåé Ýñãï.Ðñïóï÷Þ èá ðñÝðåé íá äïèåß óôï ãåãïíüòüôé ç åíÝñãåéá êáé ôï Ýñãï, ùò Ýííïéåò äéá-öÝñïõí ìåôáîý ôïõò, áí êáé Ý÷ïõí êïéíÝòìïíÜäåò ìÝôñçóçò.

Ç åíÝñãåéá åêöñÜæåé ôçí éêáíüôçôáåíüò óõóôÞìáôïò íá áðïäþóåé Ýñãïêáé ü÷é áõôü ôï ßäéï ôï ìÝôñï ôïõ Ýñãïõ ðïõ ðáñÜãåé ôï óýóôçìá.

Óôç öýóç, ç åíÝñãåéá åìöáíßæåôáé ìå äéÜ-öïñåò ìïñöÝò, ïé âáóéêüôåñåò áðü ôéò ï-ðïßåò åßíáé:

á) Ç êéíçôéêÞ åíÝñãåéá. Åßíáé ç åíÝñãåéáôçí ïðïßá Ý÷åé Ýíá óþìá ðïõ êéíåßôáé.ÐñÜãìáôé, Ýíá áõôïêßíçôï ðïõ êéíåßôáé ìåìéá ôá÷ýôçôá u, Ý÷åé êéíçôéêÞ åíÝñãåéá Ek,ðïõ åîáñôÜôáé áðü ôç ìÜæá ôïõ m êáé ôïôåôñÜãùíï ôçò ôá÷ýôçôÜò ôïõ, (Ó÷Þìá2.7). ÄçëáäÞ, ç êéíçôéêÞ åíÝñãåéá ïñßæåôáéáðü ôç ó÷Ýóç:

Ek = 0,5 ll m ll u2

â) Ç äõíáìéêÞ åíÝñãåéá Þ «åíÝñãåéá ëü-ãù èÝóçò» üðùò áëëéþò ïíïìÜæåôáé. Åßíáéç åíÝñãåéá ðïõ Ý÷åé Ýíá óþìá, ëüãù ôçò

Ó÷Þìá 2.7 : Ç êéíçôéêÞ åíÝñãåéá åíüò áõôïêéíÞôïõ

ðïõ êéíåßôáé ìå óôáèåñÞ ôá÷ýôçôá


ll 31

õøïìåôñéêÞò ôïõ äéáöïñÜò óå ó÷Ýóç ìå Ý-íá Üëëï åðßðåäï Þ ìå ôï ßäéï ôï Ýäáöïò. Ãéá ðáñÜäåéãìá, üôáí Ýíá áõôïêßíçôï âñß-óêåôáé áíõøùìÝíï óôçí ðëáôöüñìá, Ý÷åéìéá åíÝñãåéá ëüãù ôçò õøïìåôñéêÞò ôïõäéáöïñÜò áðü ôï Ýäáöïò, (Ó÷Þìá 2.8).

Ç äõíáìéêÞ åíÝñãåéá Ep, ëïéðüí, åîáñôÜ-ôáé áðü ôç ìÜæá m ôïõ óþìáôïò, ôçí õøï-ìåôñéêÞ äéáöïñÜ h ðïõ Ý÷åé ôï óþìá êáéôçí ôéìÞ ôçò åðéôÜ÷õíóçò ôçò âáñýôçôá g.ÄçëáäÞ ç åíÝñãåéá áõôÞ ïñßæåôáé áðü ôçó÷Ýóç :

Ep = m ll g ll h

ã) Ç åóùôåñéêÞ åíÝñãåéá. Åßíáé ç åíÝñ-ãåéá ðïõ Ý÷åé ç ýëç êáé ðïõ ïöåßëåôáéóôçí êßíçóç êáé ôç äéáìüñöùóç ôùí ìïñß -ùí ðïõ áðïôåëïýí (óõãêñïôïýí) ôçí ýëç

áõôÞ. Ãéá ðáñÜäåéãìá, Ýíá áÝñéï ðïõ âñß-óêåôáé õðü ðßåóç óå Ýíá äï÷åßï, Ý÷åé áðï-èçêåõìÝíç åíÝñãåéá. ¼ôáí ôï áÝñéï áõôüèåñìáíèåß, ç êßíçóç ôùí ìïñßùí áõîÜíåé,ç ðßåóç ôïõ áåñßïõ ìåãáëþíåé êáé óõíå-ðþò, ç åóùôåñéêÞ åíÝñãåéá ôïõ áåñßïõ

áõîÜíåé.

ä) Ç ÷çìéêÞ åíÝñãåéá.ÁõôÞ, üðùò êáé ç åóù-ôåñéêÞ åíÝñãåéá âñß-óêåôáé ìÝóá óôçí ýëçêáé áðïäåóìåýåôáé ü-ôáí õðÜñîïõí ÷çìéêÝòáíôéäñÜóåéò. Ç åíÝñ-ãåéá ðïõ áðåëåõèåñþ-íåôáé áðü ôçí êáýóçåíüò êáõóßìïõ ìÝóáóôïõò êõëßíäñïõòìéáò ìç÷áíÞò åóùôå-ñéêÞò êáýóçò, åßíáé Ý-íá ðáñÜäåéãìá ÷çìé-êÞò åíÝñãåéáò.

å) Ç ðõñçíéêÞ åíÝñ-ãåéá. Ç åíÝñãåéá áõôÞ

âñßóêåôáé ìÝóá óôá Üôïìá ôçò ýëçò êáé á-ðïäßäåôáé üôáí äéáóðáóèåß ï ðõñÞíáòôïõò.Åðßóçò, ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá, ç ìáãíçôé-êÞ êáé ç èåñìéêÞ åíÝñãåéá, åßíáé ìåñéêÝò á-êüìç áðü ôéò ìïñöÝò åíÝñãåéáò ðïõ óõíá-íôïýìå êáèçìåñéíÜ óôç æùÞ ìáò.Óôï äéåèíÝò óýóôçìá (SI), ç åíÝñãåéá ìå-ôñÜôáé óå Joule (ÔæÜïõë) ðïõ óõìâïëßæåôáéìå ôï ãñÜììá J.¢ëëåò ìïíÜäåò åíÝñãåéáò åßíáé ç èåñìßäá(cal), êáé ç áããëéêÞ èåñìßäá (Btu), êáèþòêáé ç êéëïâáôþñá (kWh). Ðåñéóóüôåñáóôïé÷åßá ãé' áõôÝò ôéò ìïíÜäåò èá äïèïýíóôç óõíÝ÷åéá ôïõ âéâëßïõ, óôçí ðáñÜãñáöïðåñß èåñìüôçôáò.

Ó÷Þìá 2.8 : Ç äõíáìéêÞ åíÝñãåéá åíüò óþìáôïò ðïõ

âñßóêåôáé óå Ýíá ýøïò h áðü ôï Ýäáöïò

32 ll


ÐáñÜäåéãìá 1. - ¢óêçóç

Ðüóç åßíáé ç êéíçôéêÞ åíÝñãåéá åíüò áõôïêéíÞôïõ ìå ìÜæá 1.000 kg, ðïõ êéíåßôáéìå óôáèåñÞ ôá÷ýôçôá 80 km/h;

ËýóçÇ êéíçôéêÞ åíÝñãåéá ôïõ áõôïêéíÞôïõ õðïëïãßæåôáé áðü ôç ó÷Ýóç:

Ek = 0.5 l l m ll u2

üðïõ m = 1.000 kg u = 80 km/h = 22,23 m/s

¢ñá, ç êéíçôéêÞ åíÝñãåéá èá åßíáé:

Ek = 0,5 ll 1.000 ll 22,232 = 247.086,5 J


Ðüóç åßíáé ç äõíáìéêÞ åíÝñãåéá ðïõ Ý÷åé Ýíá áõôïêßíçôï ìÜæáò m = 1.000 kg, ü-ôáí âñßóêåôáé áíõøùìÝíï óå ìéá ðëáôöüñìá óå ýøïò h = 2 m áðü ôï äÜðåäï ôïõóõíåñãåßïõ; Ç åðéôÜ÷õíóç ôçò âáñýôçôáò g íá ëçöèåß ßóç ìå 9,81 m/s2.

ËýóçÇ äõíáìéêÞ åíÝñãåéá ôïõ áõôïêéíÞôïõ õðïëïãßæåôáé áðü ôç ó÷Ýóç:

Ep = m ll h ll g

üðïõ m = 1.000 kgh = 2 mg = 9,81 m/s2

¢ñá, ç äõíáìéêÞ åíÝñãåéá èá åßíáé:

Ep = 1.000 ll 2 ll 9,81 = 19.620 J


ll 33

2.9 Éó÷ýò

Áðü ôïí ïñéóìü ôïõ Ýñãïõ öáßíåôáé, üôéáõôü åßíáé áíåîÜñôçôï áðü ôï ÷ñüíï ðïõ á-ðáéôåßôáé ãéá íá ðáñá÷èåß, ãéáôß ôï ßäéï Ýñ-ãï ìðïñåß íá ãßíåé óå Ýíá äåõôåñüëåðôï, óåìßá þñá Þ Ýíá ìÞíá.ê.ï.ê.

Ç éó÷ýò åßíáé ôï öõóéêü ìÝãåèïò ìåôï ïðïßï ìðïñïýìå íá óõãêñßíïõìåôçí áðüäïóç äéáöüñùí ìç÷áíþí.

Ãéá íá åßíáé äõíáôÞ áõôÞ ç óýãêñéóç, èáðñÝðåé ïé ìç÷áíÝò íá Ý÷ïõí Ýíá êïéíü ìÝ-ôñï. Ôï ìÝôñï áõôü åßíáé ôï Ýñãï ôï ïðïßïìðïñïýí íá áðïäþóïõí ìÝóá óôïí ßäéï÷ñüíï Þ ôç ìïíÜäá ôïõ ÷ñüíïõ.Óõíåðþò, üôáí áíáöåñüìáóôå óôçí éó÷ýìéáò ìç÷áíÞò, ìáò åíäéáöÝñåé óå ðüóï÷ñüíï ðáñÜãåôáé áõôü ôï Ýñãï. Ôï ðçëßêï,ëïéðüí, ôïõ Ýñãïõ W ðñïò ôï ÷ñüíï t, ìÝ-óá óôïí ïðïßï Ý÷åé ðáñá÷èåß áõôü, ïíïìÜ-æåôáé éó÷ýò ôçò ìç÷áíÞò êáé óõìâïëßæåôáéìå ôï ãñÜììá P. ÄçëáäÞ, éó÷ýåé ç ó÷Ýóç:

P = W / t

¢ñá, éó÷ýò åßíáé ôï Ýñãï ðïõ ðáñÜãåôáéóôç ìïíÜäá ôïõ ÷ñüíïõ

Ç ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôçò éó÷ýïò óôï äéå-èíÝò óýóôçìá (SI) åßíáé ôï Watt (âáô), óõì-âïëßæåôáé ìå ôï ãñÜììá W êáé éóïýôáé ìå1J/s. ÓõíÞèùò ÷ñçóéìïðïéåßôáé ôï ðïëëá-ðëÜóéï ôïõ, äçëáäÞ ôá 1000 W ðïõ ïíïìÜ-æåôáé êéëïâÜô (kW). ¢ëëåò ìïíÜäåò éó÷ýïò ðïõ ÷ñçóéìïðïéïý-íôáé óôçí ðñÜîç, åßíáé ï ìåôñéêüò ßððïòðïõ óõìâïëßæåôáé ìå ôá ãñÜììáôá PS, åíþóôï áããëéêü óýóôçìá ìïíÜäá éó÷ýïò åßíáéôï ðïäüëéìðñï áíÜ äåõôåñüëåðôï (1ft-lbf/s)

êáé ï áããëéêüò ßððïò ðïõ óõìâïëßæåôáé ìåôá ãñÜììáôá HP.Ãéá ôç ìåôáôñïðÞ ôùí ìïíÜäùí ìðïñïýííá ÷ñçóéìïðïéïýíôáé ïé ðáñáêÜôù áíá-ëïãßåò:

1W = 1,3596 ll 10 -3 PS1W = 1,341 ll 10-3 HP1W = 0,7375 ft - lbf/s


1PS = 735,499 W = 0,7355 kW1HP = 745,70 W = 0,7457 kW

1ft -lbf/s = 1,35582 W = 1,35582 ll 10-3 kW


¸íáò êéíçôÞñáò áõôïêéíÞôïõ Ý÷åé é-ó÷ý 110 PS. Ðüóç åßíáé ç éó÷ýò ôïõ óåW, kW êáé áããëéêïýò ßððïõò;

ËýóçÁðü ôéò ðáñáðÜíù ó÷Ýóåéò ìåôáôñï-

ðÞò ôùí ìïíÜäùí Ý÷ïõìå:

1 PS = 735,499 W = 0,7355 kW¢ñá ïé 110 PS èá åßíáé:110 PS = 110 ll 735,499 W = 80.905 Wêáé 110 PS =110 ll 0,7355 kW =80,905 kW

Áðü ôéò ßäéåò áõôÝò áíáëïãßåò ìåôáôñï-ðþí, ç ó÷Ýóç ìåôáîý ìåôñéêïý ßððïõPS êáé áããëéêïý ßððïõ HP, ðñïêýðôåéáí äéáéñÝóïõìå, êáôÜ ìÝëç, ôéò äýï ðá-ñáêÜôù ó÷Ýóåéò :

1 PS = 735,499 W1 HP = 745,70 W

34 ll


¢ñá :

1 PS / 1 HP = 735,499 / 745,70 ⇒⇒1 PS /1 HP =0,9863 ⇒⇒

1 PS = 0,987 HP

êáé óõíåðþò, ïé 110 PS èá åßíáé :

110 PS = 108,57 HP


Ðüóç éó÷ý ðñÝðåé íá Ý÷åé ìéá ìç÷á-íÞ áíýøùóçò áíôéêåéìÝíùí ðñïêåéìÝ-íïõ íá áíõøþóåé Ýíá óþìá ìÜæáòm=100 kg óå Ýíá ýøïò h=30 m êáé óå÷ñüíï t=30 s; Ç åðéôÜ÷õíóç ôçò âáñý-ôçôáò g íá ëçöèåß ßóç ìå 9,81 m/s 2.

ËýóçÁñ÷éêÜ õðïëïãßæïõìå ôï âÜñïò ôïõ

óþìáôïò. Áõôü èá åßíáé :B=m ll g = 100 ll 9,81 = 981 N

Óôç óõíÝ÷åéá õðïëïãßæïõìå ôï Ýñãïðïõ ðáñÜãåé ç ìç÷áíÞ áíõøþíïíôáòôï óþìá. ÄçëáäÞ :

W = B ll h = 981 ll 30 = 29.430 Nm =29.430 J

Áöïý ôï ðáñáðÜíù Ýñãï ðñÝðåé íá ðá-ñá÷èåß óå ÷ñüíï 30 s, ç éó÷ýò ôçò ìç-÷áíÞò èá ðñÝðåé íá åßíáé :

P = W / t = 29.430 / 30 = 981 W =1,34 PS

2.10 Èåñìïêñáóßá

Ç èåñìïêñáóßá åßíáé ôï ìÝôñï ìå ôï ï-ðïßï ðñïóäéïñßæåôáé ç èåñìéêÞ êáôÜóôáóçôùí äéáöüñùí óùìÜôùí, óôåñåþí, õãñþí Þáåñßùí.

¸ôóé, Èåñìïêñáóßá åßíáé ôï öõóéêüåêåßíï ìÝãåèïò, ôï ïðïßï ÷áñáêôçñß-æåé ðüóï èåñìü (æåóôü) Þ ðüóï øõ-÷ñü (êñýï) åßíáé Ýíá óþìá, óå ó÷Ýóçìå êÜðïéï Üëëï.

Ôï áßôéï ðïõ äçìéïõñãåß ôï áßóèçìá ôïõøõ÷ñïý Þ ôïõ èåñìïý åßíáé ç èåñìüôçôá,ìéá, äçëáäÞ, áðü ôéò âáóéêÝò ìïñöÝò åíÝñ-ãåéáò, ç ïðïßá åßôå ðñïóäßäåôáé óå Ýíá óþ-ìá, åßôå áöáéñåßôáé áð' áõôü.

ÁõôÞ ç ìåôáöïñÜ ôçò èåñìüôçôáò ðñïòÞ áðü ôï óþìá, ðñïêáëåß êáé ôçí áíôßóôïé-÷ç ìåôáâïëÞ ôçò èåñìïêñáóßáò. Áí, ãéá ðá-ñÜäåéãìá, Ý÷ïõìå äýï óþìáôá ôï Ýíá áðüôá ïðïßá åßíáé øõ÷ñü êáé ôï Üëëï èåñìü,êáé ôá öÝñïõìå óå åðáöÞ, èá äéáðéóôþóïõ-ìå ôá åîÞò: ■ Ëßãç þñá áöüôïõ ôá äýï óþìáôá Þñèáí

óå åðáöÞ, ôï ìåí èåñìü óþìá åìöáíßæå-ôáé ëéãüôåñï èåñìü, ôï äå øõ÷ñü óþìáëéãüôåñï øõ÷ñü.

■ ÌåôÜ áðü áñêåôÞ þñá, êáé ôá äýï óþìá-ôá áðïêôïýí ôçí ßäéá èåñìïêñáóßá.

Ìå ôï ðáñÜäåéãìá áõôü êáôáëáâáßíïõ-ìå, üôé ìåôáîý ôùí äýï óùìÜôùí õðÞñîåñïÞ èåñìüôçôáò Þ, ãåíéêüôåñá, ìåôáöïñÜåíÝñãåéáò áðü ôï èåñìüôåñï óþìá óôï øõ-÷ñüôåñï, ìÝ÷ñéò üôïõ äçëáäÞ êáé ôá äýïóþìáôá öèÜóïõí óå èåñìéêÞ éóïññïðßá.Ç èåñìïêñáóßá ìåôñÜôáé ìå åéäéêü üñãá-íï, ôï ïðïßï ïíïìÜæåôáé èåñìüìåôñï. Ç


ll 35

ëåéôïõñãßá ôïõ âáóßæåôáé óôéò ãíùóôÝò é-äéüôçôåò ôùí óùìÜôùí - ôç äéáóôïëÞ êáéôç óõóôïëÞ - ðïõ åêäçëþíïíôáé üôáí áõ-îÜíåé Þ üôáí ìåéþíåôáé ç èåñìïêñáóßáôïõò áíôßóôïé÷á.

Ôá èåñìüìåôñá, óõíÞèùò, áðïôåëïýíôáéáðü Ýíáí ëåðôü âáèìïíïìçìÝíï ãõÜëéíïóùëÞíá, ìÝóá óôïí ïðïßï õðÜñ÷åé ìéá óõ-ãêåêñéìÝíç ðïóüôçôá åíüò õãñïý, ðïõ óõ-íÞèùò åßíáé õäñÜñãõñïò Þ ïéíüðíåõìá. Ôïõãñü áõôü áíÜëïãá ìå ôéò äéáêõìÜíóåéòôçò èåñìïêñáóßáò, äéáóôÝëëåôáé Þ óõóôÝë-ëåôáé êáé Ýôóé, ìå ôçí êáôÜëëçëç âáèìïíü-ìçóç ìðïñåß íá äåß÷íåé ôç ìåôáâïëÞ ôçòèåñìïêñáóßáò.Ôá èåñìüìåôñá äéáêñßíïíôáé óå êïéíÜ Þ õ-äñáñãõñéêÜ êáé óå ïéíïðíåýìáôïò, ôá ïðïß-á ÷ñçóéìïðïéïýíôáé ãéá ôç ìÝôñçóç ðïëý÷áìçëþí èåñìïêñáóéþí.Áíôßèåôá, ãéá ôç ìÝôñçóç õøçëþí èåñìï-êñáóéþí, ÷ñçóéìïðïéïýíôáé ôá çëåêôñéêÜèåñìüìåôñá ôá ïðïßá âáóßæïíôáé, åßôå óôçíáñ÷Þ ôïõ èåñìïçëåêôñéêïý öáéíïìÝíïõ, åß-ôå óôçí áñ÷Þ ôçò ìåôáâïëÞò ôçò çëåêôñé-êÞò áíôßóôáóçò ôç èåñìïêñáóßá. ÐÜíôùò,êáé ãéá ôïõò äýï áõôïýò ôýðïõò èåñìïìÝ-ôñïõ, ç ìÝôñçóç ôçò èåñìïêñáóßáò áíÜãå-ôáé óôç ìÝôñçóç ôçò äéáöïñÜò ôçò çëåêôñé-êÞò ôÜóçò.

Ç âáèìïíüìçóç ôùí èåñìïìÝôñùí ãßíå-ôáé óå âáèìïýò Celsius (Êåëóßïõ) êáé óõì-âïëßæïíôáé ùò °C, Þ óå âáèìïýò Fahrenheit(ÖáñåíÜéô) êáé óõìâïëßæïíôáé ùò °F. Ïé âáèìïß Êåëóßïõ ÷ñçóéìïðïéïýíôáé óôïìåôñéêü óýóôçìá, åíþ ïé âáèìïß ÖáñåíÜéôóôï áããëéêü óýóôçìá ìïíÜäùí.Óôï èåñìüìåôñï ôïõ Êåëóßïõ, ôï ìçäÝí ôçòêëßìáêáò (0°C), áíôéóôïé÷åß óôç èåñìïêñá-óßá ðÞîçò ôïõ áðïóôáãìÝíïõ íåñïý åíþ ôïóçìåßï ôùí 100 °C áíôéóôïé÷åß óôï óçìåßï

âñáóìïý ôïõ áðïóôáãìÝíïõ íåñïý, ðÜíôáõðü óõíèÞêåò áôìïóöáéñéêÞò ðßåóçò. ÔïäéÜóôçìá ìåôáîý ôùí äýï áõôþí óçìåßùíõðïäéáéñåßôáé óå 100 ßóá ìÝñç, ôá ïðïßá ï-íïìÜæïíôáé âáèìïß Êåëóßïõ.

Ãéá ôï èåñìüìåôñï ÖáñåíÜéô, ïé áíôß-óôïé÷ïé âáèìïß åßíáé 32 °F ãéá ôï óçìåßïðÞîçò êáé 212 °F ãéá ôï óçìåßï âñáóìïý.Óôçí êëßìáêá ÖáñåíÜéô, ôï äéÜóôçìá ìåôá-îý ôùí äýï áõôþí óçìåßùí õðïäéáéñåßôáéóå 180 ßóá ìÝñç, ôá ïðïßá ïíïìÜæïíôáéâáèìïß ÖáñåíÜéô.Ïé ó÷Ýóåéò ðïõ óõíäÝïõí ôéò äýï áõôÝò âá-óéêÝò êëßìáêåò ìÝôñçóçò ôçò èåñìïêñáóß-áò, åßíáé:

°F = (9/5) ll °C + 32


°C = (5/9) ll (°F - 32)


Áí ôá êáõóáÝñéá ìéáò ìç÷áíÞò åóù-ôåñéêÞò êáýóçò Ý÷ïõí èåñìïêñáóßá600 °F, ôé èåñìïêñáóßá Ý÷ïõí óôçíêëßìáêá Êåëóßïõ ;

ËýóçC = (5/9) ll (°F - 32) =(5/9) ll (600 - 32) = 315,56 °C

36 ll



Áí ôï ëÜäé ëßðáíóçò ìéáò ìç÷áíÞò Ý÷åé èåñìïêñáóßá 50°C, ðüóïé âáèìïß åßíáéóôçí êëßìáêá ÖáñåíÜéô;

ËýóçF = (9/5) ll °C + 32 =(9/5) ll 50 + 32 = 1,8 x 50 +32 = 122 °F


Ðïéá åßíáé åêåßíç ç èåñìïêñáóßá óôçí ïðïßá êáé ïé äýï êëßìáêåò, Êåëóßïõ êáé Öá-ñåíÜéô, ôáõôßæïíôáé;

ËýóçÈá ðñÝðåé ç èåñìïêñáóßá óå âáèìïýò Êåëóßïõ íá åßíáé ßäéá ìå ôç èåñìïêñáóßá

óå âáèìïýò ÖáñåíÜéô. ÄçëáäÞ, èá ðñÝðåé íá éó÷ýåé :

°C = °F êáé °F = °C

Ïé ó÷Ýóåéò ìåôáôñïðÞò ãñÜöïíôáé :

F = (9/5) ll F + 32 êáé C = (5/9) ll (C - 32)

Åðéëýïõìå ôçí ðñþôç ùò ðñïò F, êáé ôç äåýôåñç ùò ðñïò C. ÄçëáäÞ Ý÷ïõìå, áíôß-óôïé÷á:

F = 1,8 ll F + 32 ⇒⇒F - 1,8 ll F = 32 ⇒⇒ - 0,8 ll F = 32 ⇒⇒

F = - 32 / 0,8 ⇒⇒ F = - 40

êáé

C = (5/9) ll (C - 32) = (C - 32) / 1,8 ⇒⇒1,8 ll C = C - 32 ⇒⇒ 1,8 ll C - C = - 32 ⇒⇒0,8 ll C = - 32 ⇒⇒ C = - (32 / 0,8) = - 40

¢ñá ç èåñìïêñáóßá ç ïðïßá åßíáé ßäéá êáé ãéá ôéò äýï êëßìáêåò åßíáé -40° âáèìïß.(Êåëóßïõ Þ ÖáñåíÜéô).


ll 37

2.11 Ó÷åôéêÞ êáé áðüëõôç èåñìïêñáóßá

ÊÜèå èåñìïêñáóßá, ç ïðïßá ìåôñÜôáé á-ðü ôï ìçäÝí ôçò êëßìáêáò Êåëóßïõ Þ ôçòêëßìáêáò ÖáñåíÜéô, ïíïìÜæåôáé ó÷åôéêÞ,êáé ìðïñåß íá åßíáé åßôå èåôéêÞ, (áí åßíáéðÜíù áðü ôï ìçäÝí), åßôå áñíçôéêÞ, (áíåßíáé êÜôù áðü áõôü).

Ç ó÷åôéêÞ èåñìïêñáóßá óõìâïëßæåôáé ìåôï ãñÜììá t êáé ÷ñçóéìïðïéåßôáé åõñýôáôá,ôüóï óôçí êáèçìåñéíÞ æùÞ ôïõ áíèñþðïõ,üóï êáé óôéò äéÜöïñåò ôå÷íéêÝò åöáñìïãÝò.¼ðùò êáé óôçí ðåñßðôùóç ôçò ðßåóçò, Ýôóéêáé åäþ åêôüò áðü ôç ó÷åôéêÞ èåñìïêñáóß-á õðÜñ÷åé êáé ç áðüëõôç èåñìïêñáóßá, ç ï-ðïßá ïñßæåôáé ìå âÜóç ôï áðüëõôï ìçäÝíôçò êëßìáêáò. ÈåùñçôéêÜ, ôï áðüëõôï ìç-äÝí åßíáé ç ÷áìçëüôåñç äõíáôÞ èåñìïêñá-óßá, ç ïðïßá ãéá ìåí ôçí êëßìáêá Êåëóßïõ ï-ñßæåôáé óôïõò -273 °C, ãéá äå ôçí êëßìáêáÖáñåíÜéô óôïõò -461 °F. Óçìåéþíåôáé, ù-óôüóï, üôé ôï áðüëõôï ìçäÝí äåí õðÜñ÷åéóôç öýóç.

ÊÜèå èåñìïêñáóßá ðïõ ìåôñÜôáé ìåáñ÷Þ ôï áðüëõôï ìçäÝí, ïíïìÜæåôáéáðüëõôç èåñìïêñáóßá êáé Ý÷åé ðÜíôïôå èåôéêÝò ôéìÝò.

Ç áðüëõôç èåñìïêñáóßá óõìâïëßæåôáéìå ôï ãñÜììá T êáé ìåôñÜôáé óå äýï êëßìá-êåò: ôçí êëßìáêá Kelvin (ÊÝëâéí) ðïõ óõì-âïëßæåôáé ìå ôï ãñÜììá K êáé ôçí êëßìáêáRankine (Ñáíêßí) ðïõ óõìâïëßæåôáé ìå ôïãñÜììá R. Óôï äéåèíÝò óýóôçìá (SI) ÷ñçóé-ìïðïéåßôáé ç êëßìáêá ÊÝëâéí ãéá äå ôç ìåôá-ôñïðÞ ôùí âáèìþí Êåëóßïõ óå âáèìïýòÊÝëâéí ìðïñåß íá ÷ñçóéìïðïéçèåß ç áðëÞó÷Ýóç :

K = °C + 273

Ìéá áíÜëïãç ó÷Ýóç ìðïñåß íá ÷ñçóéìï-ðïéçèåß êáé ãéá ôç ìåôáôñïðÞ ôùí âáèìþíÖáñåíÜéô óå âáèìïýò Ñáíêßí :

R = °F + 460


Ïé èåñìïêñáóßåò ôùí 40 °C êáéôùí - 40 °C óå ðüóïõò âáèìïýò ÊÝë-âéí áíôéóôïé÷ïýí;

ËýóçÃéá ôïõò 40 °C éó÷ýåé:K = °C + 273 = 40 + 273 = 313 K

Ãéá ôïõò - 40 °C éó÷ýåé:K =°C + 273 = - 40 + 273 = 233 K

38 ll


2.12 Ðõêíüôçôá, åéäéêü âÜñïò êáé åéäéêüò üãêïò

Áðü ôç ÖõóéêÞ åßíáé ãíùóôü, üôé ç ðõ-êíüôçôá åíüò õëéêïý åßíáé ôï ðçëßêï ôçòìÜæáò m ôïõ õëéêïý äéá ôïõ üãêïõ V, ðïõáõôü êáôáëáìâÜíåé. ÄçëáäÞ :

ñ = m / V

Óôï äéåèíÝò óýóôçìá (SI) ç ìïíÜäá ìÝ-ôñçóçò ôçò ðõêíüôçôáò åßíáé ôï ÷éëéüãñáì-ìï áíÜ êõâéêü ìÝôñï (kg/m 3).Áí óôïí ðáñáðÜíù ïñéóìü ôçò ðõêíüôç-ôáò, áíôß ôçò ìÜæáò èåùñÞóïõìå ôï ìÝôñïôïõ âÜñïõò ôïõ óþìáôïò, ôüôå Ý÷ïõìå ôïíïñéóìü ôïõ åéäéêïý âÜñïõò ã. ÄçëáäÞ, åé-äéêü âÜñïò ã åíüò óþìáôïò åßíáé ôï ðçëß-êï ôïõ ìÝôñïõ ôïõ âÜñïõò ôïõ óþìáôïò Bäéá ôïõ üãêïõ V ðïõ ôï óþìá êáôáëáìâÜ-íåé. ÄçëáäÞ :

ã = B / V

Óôï äéåèíÝò óýóôçìá (SI) ç ìïíÜäá ìÝ-ôñçóçò ôïõ åéäéêïý âÜñïõò åßíáé ôï Íéïý-ôïí áíÜ êõâéêü ìÝôñï (Í/m3).

Ï åéäéêüò üãêïò õ åßíáé ôï áíôßóôñïöïôçò ðõêíüôçôáò ñ, äçëáäÞ åßíáé ï üãêïò Vôïí ïðïßï êáôáëáìâÜíåé ç ìïíÜäá ôçò ìÜ-æáò m ôïõ óþìáôïò. ÄçëáäÞ, éó÷ýåé :

õ = V / m

áëëÜ êáéñ = 1 / õ

Þ äéáöïñåôéêÜõ = 1 / ñ

Óôï äéåèíÝò óýóôçìá (SI) ç ìïíÜäá ìÝ-ôñçóçò ôïõ åéäéêïý üãêïõ åßíáé ôï êõâéêüìÝôñï áíÜ ÷éëéüãñáììï (m3/kg). ÁëëÜ êáéôï åéäéêü âÜñïò åíüò áåñßïõ ìðïñåß íáðñïóäéïñéóôåß, áí äéáéñåèåß Ýíá ïðïéïäÞ-ðïôå âÜñïò ôïõ ìå ôïí üãêï ðïõ áõôü êá-ôáëáìâÜíåé.

Ïìïßùò, êáé ï åéäéêüò üãêïò ìðïñåß íáðñïóäéïñéóôåß, áí äéáéñåèåß Ýíáò ôõ÷áßïòüãêïò ôïõ áåñßïõ ìå ôç ìÜæá ðïõ Ý÷åé ï ü-ãêïò áõôüò.

Ç ðõêíüôçôá êáé ï åéäéêüò üãêïò ôùí áåñß-ùí äåí åßíáé ìåãÝèç óôáèåñÜ, áëëÜ áíôßèå-ôá, åîáñôþíôáé ðÜíôïôå áðü ôçí ðßåóç êáéôç èåñìïêñáóßá. Ç åîÜñôçóç åßíáé ôÝôïéá,þóôå üóï ìéêñüôåñç åßíáé ç ðßåóç êáé ìå-ãáëýôåñç ç èåñìïêñáóßá, ôüóï áñáéüôåñïãßíåôáé ôï áÝñéï êáé óõíåðþò, ç ðõêíüôçôáìåéþíåôáé Þ ï åéäéêüò üãêïò áõîÜíåé.

ÅðéðëÝïí ðëçñïöïñßåòÓôï áããëéêü óýóôçìá ç ìïíÜäá ìÝôñçóçòôçò ðõêíüôçôáò åßíáé ç ëßìðñá áíÜ êõâéêüðüäé Þ êõâéêÞ ßíôóá (lb/ft 3 Þ lb/in 3).

Óôï ßäéï óýóôçìá ç ìïíÜäá ìÝôñçóçò

ôïõ åéäéêïý âÜñïõò åßíáé ç ëßìðñá âÜñïõòáíÜ êõâéêü ðüäé (lbf/ft 3) Þ ç ëßìðñá âÜñïõòáíÜ êõâéêÞ ßíôóá (lbf/in3).

Åðßóçò ãéá ôï áããëéêü óýóôçìá, ïé ìïíÜäåòìÝôñçóçò ôïõ åéäéêïý üãêïõ åßíáé ôï êõâéêüðüäé áíÜ ëßìðñá (ft 3/lb) Þ ç êõâéêÞ ßíôóá á-íÜ ëßìðñá (in 3/lb)


ll 39

2.13 Èåñìüôçôá

Èåñìüôçôá åßíáé ç èåñìéêÞ åíÝñãåéá ðïõìåôáöÝñåôáé ìåôáîý äýï óõóôçìÜôùí, ëü-ãù ôçò èåñìïêñáóéáêÞò äéáöïñÜò ðïõ õ-ðÜñ÷åé ìåôáîý ôïõò, üôáí Ýñ÷ïíôáé óå êÜ -ðïéïõ åßäïõò åðéêïéíùíßá ìåôáîý ôïõò.

Ç èåñìüôçôá ëïéðüí åßíáé ìéá áðü ôéò âáóéêÝò ìïñöÝò åíÝñãåéáòêáé åßíáé ôï áßôéï ôçò ìåôáâïëÞò ôçò èåñìéêÞò êáôÜóôáóçò ôùí óùìÜôùí.

¼ôáí, ãéá ðáñÜäåéãìá, óå Ýíá óþìáðñïóäßäïõìå èåñìüôçôá, áõîÜíåé ç èåñìï-êñáóßá ôïõ, åíþ üôáí áöáéñïýìå èåñìüôç-ôá, ç èåñìïêñáóßá ôïõ ìåéþíåôáé. Áðü ôáðáñáðÜíù ãßíåôáé öáíåñü, üôé ç èåñìüôçôáåßíáé ôï ðïóü ôçò åíÝñãåéáò ôï ïðïßï äßäå-ôáé Þ áöáéñåßôáé áðü Ýíá óþìá, åíþ ç èåñ-ìïêñáóßá åßíáé ôï ìÝôñï ìå ôï ïðïßï ðñïó-äéïñßæïõìå êÜèå óôéãìÞ ôç èåñìéêÞ êáôÜ-óôáóç ôïõ óþìáôïò. Ìå Üëëá ëüãéá, ç èåñ-ìüôçôá åßíáé ôï áßôéï êáé ç èåñìïêñáóßá ôïáðïôÝëåóìá.Ôï ðïóü ôçò èåñìüôçôáò Q, ðïõ áðáéôåß-ôáé íá äïèåß óå Ýíá óþìá ìÜæáò m, ãéá ôçíáýîçóç ôçò èåñìïêñáóßáò ôïõ áðü ìéáèåñìïêñáóßá ð.÷. t1 óå ìéá èåñìïêñáóßát2, äßíåôáé áðü ôç ó÷Ýóç:

Q = m ll c ll ÄÔ

üðïõ c åßíáé ç åéäéêÞ èåñìüôçôá ôïõ óþìá-ôïò ç ïðïßá åêöñÜæåôáé óå ìïíÜäåò J/kgKêáé ÄÔ ç èåñìïêñáóéáêÞ äéáöïñÜ óå Ê(âáèìïýò êëßìáêáò ÊÝëâéí). Ç åéäéêÞ èåñ-ìüôçôá åîáñôÜôáé áðü ôï åßäïò ôïõ óþìá-ôïò êáé, óõíÞèùò, äßíåôáé áðü ðßíáêåò. Ãéá

ðáñÜäåéãìá, ç åéäéêÞ èåñìüôçôá ôïõ íå-ñïý óå èåñìïêñáóßá 14,5 °C åßíáé 4,19kJ/kgK.

Ôï ðùò ç èåñìéêÞ åíÝñãåéá (èåñìüôç-ôá) - ðïõ äßíïõìå ó' Ýíá óþìá Þ áöáéñïý-ìå áð' áõôü - ìåôáâÜëëåé ôç èåñìéêÞ ôïõêáôÜóôáóç, ìðïñïýìå íá ôï êáôáëÜâïõìåáí ðáñáôçñÞóïõìå ôç ìéêñïóêïðéêÞ äïìÞôùí óùìÜôùí.¸ôóé, ôá ìüñéá áðü ôá ïðïßá áðïôåëïýíôáéôá óþìáôá, êéíïýíôáé ãýñù áðü ìéá èÝóçåêôåëþíôáò ðáëìéêÝò êéíÞóåéò. ¼ôáí óôïóþìá ðñïóäßäåôáé èåñìüôçôá, äçëáäÞ å-íÝñãåéá, ç ôá÷ýôçôá ôçò ðáëìéêÞò áõôÞòêßíçóçò ôùí ìïñßùí áõîÜíåé êáé ïé óõ-ãêñïýóåéò ìåôáîý ôïõò ãßíïíôáé åíôïíüôå-ñåò, ãåãïíüò ðïõ Ý÷åé ùò áðïôÝëåóìá íááõîÜíåé ç èåñìïêñáóßá ôïõ óþìáôïò.ÁíôéèÝôùò, üôáí áöáéñåßôáé èåñìüôçôá, çêßíçóç ôùí ìïñßùí ðåñéïñßæåôáé êáé ðáñá-ôçñïýìå ìåßùóç ôçò èåñìïêñáóßáò ôïõóþìáôïò. ÌÜëéóôá, üôáí ç èåñìïêñáóßáôïõ óþìáôïò öèÜóåé óôï áðüëõôï ìçäÝí (-273 °C), ôüôå ç êßíçóç ôùí ìïñßùí ìçäå-íßæåôáé. Óôï äéåèíÝò óýóôçìá (SI), ìïíÜäáìÝôñçóçò ôçò èåñìüôçôáò åßíáé ôï Joule(J), ï ïñéóìüò ôïõ ïðïßïõ Ý÷åé äïèåß óåðñïçãïýìåíç ðáñÜãñáöï.

¢ëëåò ìïíÜäåò ìÝôñçóçò ôçò èåñìüôç-ôáò ðïõ óõíáíôÜìå áêüìá óôçí ðñÜîç, åß-íáé ôï calorie (êáëïñß) Þ áëëéþò ç èåñìßäá,ç ïðïßá óõìâïëßæåôáé ìå ôá ãñÜììáôá cal,êáèþò êáé ç áããëéêÞ èåñìßäá (British ther-mal unit), ãíùóôÞ êáé ùò Btu , áðü ôá áñ÷é-êÜ, äçëáäÞ, ôùí ðñïçãïýìåíùí ôñéþí ëÝ-îåùí. ÐÜíôùò, ðåñéóóüôåñï åý÷ñçóôá åß-íáé ôá ðïëëáðëÜóéá ôçò èåñìßäáò, äçëáäÞôï kilocalorie, üðïõ:

1 kcal = 1.000 cal

40 ll


¸íá kcal åßíáé ßóï ìå 4.186J êáé åßíáé çðïóüôçôá ôçò èåñìüôçôáò ç ïðïßá ðñÝðåéíá áðïäïèåß óå Ýíá ÷éëéüãñáììï (kg) íå-ñïý, þóôå íá áõîçèåß ç èåñìïêñáóßá ôïõêáôÜ Ýíá âáèìü Êåëóßïõ. Ãéá ôç ìåôáôñïðÞôùí ìïíÜäùí, óôï äéåèíÝò óýóôçìá (SI),íá ÷ñçóéìïðïéçèïýí ïé áíáëïãßåò:

1 J = 238,85 ll 10-6 kcal1 J = 947,8 ll 10-6 Btu

Þ äéáöïñåôéêÜ1 kcal = 4.186 J

1 Btu = 1.055 J


Ðüóç èåñìüôçôá ðñÝðåé íá äþóïõìå óåìéá ÷áëýâäéíç ñÜâäï ìÜæáò 10 kg, ãéá íááõîçèåß ç èåñìïêñáóßá ôçò áðü ôïõò 20 °C óôïõò 60 °C; Äßíåôáé ç åéäéêÞ èåñìü-ôçôá ôçò ñÜâäïõ, ßóç ìå c = 0,5 kJ/kgK

ËýóçÔï ðïóü ôçò èåñìüôçôáò Q ðïõ ðñÝðåé

íá äïèåß óôç ñÜâäï ãéá ôçí áýîçóç ôçòèåñìïêñáóßáò ôïõ áðü t1 óå t2 äßíåôáé áðüôç ó÷Ýóç:

Q = m ll c ll ÄÔ

ÁëëÜ Ô1 = t1 + 273 = 20 + 273 = 293 KÔ2 = t2 + 273 = 60 + 273 = 333 K

êáéÄÔ = Ô2 - Ô1 = 333 - 293 = 40 Ê

¢ñá, ç èåñìüôçôá ðïõ èá ðñÝðåé íá äïèåßóôç ÷áëýâäéíç ñÜâäï åßíáé:

Q = 10 ll 0,5 ll 40 = 200 KJ


Ðüóç èåñìüôçôá ðñÝðåé íá äþóïõ-ìå óå 2 kg, íåñü ãéá íá áõîçèåß ç èåñ-ìïêñáóßá ôïõ êáôÜ 10 °C ; Ç ðßåóçèåùñåßôáé üôé åßíáé ç áôìïóöáéñéêÞ.

ËýóçÁðü ôïí ïñéóìü ôïõ kcal, ãíùñßæïõ-

ìå üôé ãéá íá áõîçèåß ç èåñìïêñáóßáåíüò ÷éëéüãñáììïõ íåñïý êáôÜ Ýíáâáèìü Êåëóßïõ, áðáéôïýíôáé 4186 J.¢ñá, ãéá ôá 2 ÷éëéüãñáììá èá áðáéôç-èåß åíÝñãåéá:

4.186 J ll 2 = 8.372 J

Êáé ãéá íá áõîçèåß êáôÜ 10 âáèìïýòÊåëóßïõ ç èåñìïêñáóßá, èá áðáéôç-èåß åíÝñãåéá:

8.372 J ll 10 = 83.720 J = 83,72 kJ= 20 kcal

2.14 Ôñüðïé ìåôÜäïóçòôçò èåñìüôçôáò

¼ðùò Ý÷åé Þäç áíáöåñèåß, ç èåñìüôçôáåßíáé èåñìéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ìåôáöÝñåôáéìåôáîý äýï óõóôçìÜôùí, üôáí: ❖ õðÜñ÷åé èåñìïêñáóéáêÞ äéáöïñÜ

ìåôáîý ôïõò êáé ❖ ôá óõóôÞìáôá âñßóêïíôáé óå êÜðïéá

ìïñöÞò åðéêïéíùíßá ìåôáîý ôïõò.Êáé ïé äýï áõôÝò ðñïûðïèÝóåéò, åßíáé áðá-ñáßôçôï íá õðÜñ÷ïõí ôáõôü÷ñïíá, ðñïêåé-ìÝíïõ íá óõìâåß ìåôáöïñÜ èåñìüôçôáò.Áò óçìåéùèåß, üôé ç ñïÞ ôçò èåñìüôçôáò


ll 41

ãßíåôáé ðÜíôá áðü ôï ðéï æåóôü óôï ëéãüôå-ñï æåóôü, êáé óôáìáôÜ üôáí ôá äýï óþìá-ôá áðïêôÞóïõí ôçí ßäéá èåñìïêñáóßá.ÓõìâáôéêÜ, ç ñïÞ ôçò èåñìüôçôáò åßíáé èå-ôéêÞ, üôáí ç èåñìïêñáóßá ôïõ ÷þñïõ ðïõðåñéâÜëëåé Ýíá óýóôçìá åßíáé õøçëüôåñçáðü ôï óýóôçìá, êáé áñíçôéêÞ, üôáí åßíáé÷áìçëüôåñç áðü ôï óýóôçìá. Ìå Üëëá ëü-ãéá, èåôéêÞ ìåôáöïñÜ èåñìüôçôáò Ý÷ïõ-ìå, üôáí ç èåñìüôçôá ìåôáöÝñåôáé ðñïòôï óýóôçìá, êáé áñíçôéêÞ üôáí ç èåñìü-ôçôá áöáéñåßôáé áðü óýóôçìá.

Ïé âáóéêïß ôñüðïé ìåôÜäïóçò ôçò èåñ-ìüôçôáò åßíáé:

á) Ìå áãùãéìüôçôáÌå ôïí ôñüðï áõôü, ç ìåôÜäïóç ãßíåôáé

áðü ìüñéï óå ìüñéï, ìÝóá óå Ýíá óôåñåüóþìá, Þ ìåôáîý äýï óôåñåþí óùìÜôùíðïõ âñßóêïíôáé óå áðüëõôç åðáöÞ ìåôáîýôïõò, êáèþò åðßóçò êáé ìÝóá óå õãñÜ Þ á-Ýñéá ðïõ âñßóêïíôáé óå áðüëõôç áêéíçóßá(çñåìßá). Ôï ðïóü ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìå-ôáöÝñåôáé, åßíáé áíÜëïãï ðñïò ôç èåñìï -êñáóéáêÞ äéáöïñÜ êáé ôï óõíôåëåóôÞ èåñ-ìéêÞò áãùãéìüôçôáò, ôï ìÝãåèïò ôïõ ïðïß-ïõ åîáñôÜôáé áðü ôï åßäïò ôïõ êÜèå õëé-êïý. Ïé ôéìÝò ôïõ óõíôåëåóôÞ áõôïý åßíáéìåãÜëåò ãéá ôá ìÝôáëëá, ìéêñüôåñåò ãéá ôáìç ìåôáëëéêÜ óþìáôá êáé ôá õãñÜ, êáé ðï-ëý ìéêñüôåñåò ãéá üëá ôá áÝñéá. Ðáñáäåßãìáôá áõôïý ôïõ ôñüðïõ ìåôÜäï-óçò, óõíáíôÜìå óõíå÷þò óôçí êáèçìåñéíÞìáò æùÞ. ¸ôóé üôáí áíáêáôåýïõìå ìå Ýíáìåôáëëéêü êïõôÜëé ôï æåóôü íåñü åíüò äï-÷åßïõ, ç èåñìüôçôá ôïõ ìåôáöÝñåôáé óôïêïõôÜëé, ìå áðïôÝëåóìá, ìåôÜ áðü ëßãï, íáÝ÷åé êáé áõôü æåóôáèåß.

Åñþôçóç: Ôé óõìâáßíåé, üôáí ôï êïõôÜëéåßíáé ðëáóôéêü Þ îýëéíï;¸íá Üëëï ðáñÜäåéãìá áõôïý ôïõ ôñüðïõ

ìåôÜäïóçò ôçò èåñìüôçôáò Ý÷ïõìå, üôáíîåêéíÜ ôç ëåéôïõñãßá ôïõ Ýíáò ëÝâçôáò ôïõóõóôÞìáôïò êåíôñéêÞò èÝñìáíóçò ìéáòðïëõêáôïéêßáò.Áñ÷éêÜ, ôá åîùôåñéêÜ ôïé÷þìáôá ôïõ ëÝâç-ôá åßíáé êñýá, ðñïïäåõôéêÜ üìùò, êáé êá -èþò ôá åóùôåñéêÜ ôïõ ôïé÷þìáôá èåñìáß-íïíôáé üëï êáé ðåñéóóüôåñï, ìÝñïò ôçòèåñìüôçôáò ìåôáöÝñåôáé êáé óôá åîùôåñé-êÜ ôïé÷þìáôá, ìå áðïôÝëåóìá óå ëßãç þñáíá Ý÷ïõí êé áõôÜ æåóôáèåß áñêåôÜ.

ÌÜëéóôá, ãéá íá ðåñéïñßóïõìå ôç ìåôÜäï-óç ôçò èåñìüôçôáò áðü ôï åóùôåñéêü ôïõëÝâçôá ðñïò ôá åîùôåñéêÜ ôïé÷þìáôÜ ôïõ,÷ñçóéìïðïéïýìå ìïíùôéêÜ õëéêÜ ìå ìéêñüóõíôåëåóôÞ èåñìéêÞò áãùãéìüôçôáò, ôá ï-ðïßá ðáñåìâÜëëïíôáé ìåôáîý ôïõ åóùôåñé-êïý êáé ôïõ åîùôåñéêïý ôïé÷þìáôïò.

Åñþôçóç: Ðïõ áëëïý ÷ñçóéìïðïéïýìåìïíùôéêÜ õëéêÜ;

â) Ìå ìåôáöïñÜ. Óôçí ðåñßðôùóç áõôÞ, ç èåñìüôçôá ìå-

ôáöÝñåôáé áðü Ýíá æåóôü óþìá óå Ýíá «åíêéíÞóåé» õãñü Þ áÝñéï, Þ êáé áíôßóôñïöá.¼ôáí êïíôÜ óå Ýíá óôåñåü óþìá Þ êáé á-ðåõèåßáò åðÜíù ôïõ ñÝåé Ýíá ñåõóôü (õ-ãñü Þ áÝñéï), ôïõ ïðïßïõ ç èåñìïêñáóßáåßíáé äéáöïñåôéêÞ áðü åêåßíç ôïõ óôåñåïýóþìáôïò, ôüôå ìåôáöÝñåôáé èåñìéêÞ åíÝñ-ãåéá ðñïò ôï óôåñåü óþìá, Þ êáé áíôßóôñï-öá, áðü ôï óôåñåü äçë. ðñïò ôï áÝñéï. Çêßíçóç ôïõ ñåõóôïý åðÜíù óôï óþìá ìðï-ñåß íá åßíáé, åßôå âåâéáóìÝíç, íá ðñïêáëåß-ôáé äçëáäÞ áðü ìéá áíôëßá Þ Ýíáí áíåìé-óôÞñá, åßôå öõóéêÞ, íá ïöåßëåôáé äçëáäÞóôç äéáöïñÜ ôçò ðõêíüôçôáò ôçò ìÜæáòôïõ ñåõóôïý, áöïý üðùò åßíáé ãíùóôü, ü-ôáí Ýíá ñåõóôü èåñìáßíåôáé, áõîÜíåé ï ü-ãêïò ôïõ êáé ìåéþíåôáé ç ðõêíüôçôá ôïõ.ÊëáóóéêÞ ðåñßðôùóç öõóéêÞò êõêëïöïñß-

42 ll


áò åßíáé ç ñïÞ ôïõ áÝñá åðÜíù áðü ôá èåñ-ìáíôéêÜ óþìáôá ôùí óðéôéþí.Êáé óå áõôü ôï åßäïò ìåôÜäïóçò ôçò èåñ-ìüôçôáò, ç èåñìéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ìåôáöÝ-ñåôáé, åßíáé áíÜëïãç ðñïò ôç èåñìïêñá-óéáêÞ äéáöïñÜ ôùí äýï óùìÜôùí êáé ôïóõíôåëåóôÞ ìåôáöïñÜò ôçò èåñìüôçôáò.Óôéò ðåñéóóüôåñåò ðåñéðôþóåéò, êáé ôá äý-ï åßäç ìåôÜäïóçò ôçò èåñìüôçôáò, (ìå á-ãùãéìüôçôá êáé ìå ìåôáöïñÜ) óõíõðÜñ-÷ïõí. ×áñáêôçñéóôéêü ðáñÜäåéãìá áõôÞòôçò óõíýðáñîçò, åßíáé ç èÝñìáíóç ìéáòêáôïéêßáò. ÐñáãìáôéêÜ, óôï åóùôåñéêü åíüò äùìáôß-ïõ, ìÝñïò ôçò èåñìüôçôáò áðïäßäåôáé áðüôá èåñìáíôéêÜ óþìáôá óôï ÷þñï, ìåôáöÝ-ñåôáé ìå ôï æåóôü áÝñá óôá åóùôåñéêÜ ôïé-÷þìáôá ôïõ äùìáôßïõ. Åöáñìüæåôáé äçë. çáñ÷Þ ôçò ìåôáöïñÜò ôçò èåñìüôçôáò.Áðü åêåß, ìÝñïò ôçò èåñìüôçôáò ìåôáöÝ-ñåôáé, ìå ôçí áñ÷Þ ôçò áãùãéìüôçôáò, óôïåóùôåñéêü ôïõ ôïß÷ïõ, êáé óôá äéÜöïñá õ-ëéêÜ ôïõ (ôïýâëá, ìïíùôéêÜ õëéêÜ, åðé÷ñß-óìáôá).

ÔÝëïò, óôçí åîùôåñéêÞ ðëåõñÜ ôïõ ôïß-÷ïõ, ìÝñïò ôçò èåñìüôçôáò ðïõ öèÜíåéáðü ôï åóùôåñéêü ôïõ ôïß÷ïõ, ìåôáöÝñå-ôáé êáé ðÜëé ìå ôç ìÝèïäï ôçò ìåôáöïñÜòóôïí øõ÷ñüôåñï áÝñá ôïõ åîùôåñéêïýðåñéâÜëëïíôïò.

Åñþôçóç; Ôé óõìâáßíåé êáôÜ ôçí äéÜñ-êåéá ôïõ êáëïêáéñéïý, ðïõ ç èåñìïêñáóß-á ôïõ ðåñéâÜëëïíôïò åßíáé ìåãáëýôåñç á -ðü ôç èåñìïêñáóßá óôï åóùôåñéêü åíüòäùìáôßïõ;

ã) Ìå áêôéíïâïëßáÓôéò äýï ðñïçãïýìåíåò ðåñéðôþóåéò,

ãéá íá åßíáé äõíáôÞ ç ìåôÜäïóç ôçò èåñ-ìüôçôáò, åßíáé áðáñáßôçôï íá õðÜñ÷åéêÜðïéï ìÝóï ìåôáöïñÜò (áÝñéï, õãñü) Þ

ýëç (óå óôåñåÞ Þ ñåõóôÞ ìïñöÞ) ìåôáîýôùí óùìÜôùí. Ùóôüóï, èåñìéêÞ åíÝñãåéáåßíáé äõíáôüí íá äéáäïèåß êáé áðü Ýíáóþìá óå Ýíá Üëëï, ÷ùñßò íá ìåóïëáâåßýëç ìåôáîý ôïõò. Áõôü ãßíåôáé ìÝóù ôçòáêôéíïâïëßáò ôùí çëåêôñïìáãíçôéêþíêõìÜôùí êáé ïíïìÜæåôáé ìåôÜäïóç èåñ-ìüôçôáò ìå áêôéíïâïëßá.Ç áêôéíïâïëßá åßíáé ìéá áêüìá ìïñöÞ åíÝñ-ãåéáò, åíþ üëá ôá óþìáôá, áíÜëïãá ìå ôçèåñìïêñáóßá ôïõò êáé ôçí êáôÜóôáóç ôçòåðéöÜíåéÜò ôïõò, áêôéíïâïëïýí çëåêôñï-ìáãíçôéêÜ êýìáôá.

¸ôóé, ëïéðüí, Ýíá èåñìü óþìá áêôéíïâï-ëåß åíÝñãåéá ç ïðïßá äéáäßäåôáé ìå ôá çëå-êôñïìáãíçôéêÜ êýìáôá. Ôá êýìáôá áõôÜ, ü-ôáí öèÜóïõí óå Ýíá Üëëï óþìá, ëéãüôåñïèåñìü, áðïññïöþíôáé áðü áõôü, åíþ ç å-íÝñãåéá ðïõ ìåôáöÝñïõí ðñïêáëåß áýîçóçôçò åóùôåñéêÞò åíÝñãåéáò ôïõ óþìáôïòðïõ äÝ÷åôáé ôçí áêôéíïâïëßá, êáé óõíåðþò,áñ÷ßæåé êáé áõôü íá èåñìáßíåôáé. Êáé óôçí ðåñßðôùóç áõôÞ, üðùò êáé óôéòÜëëåò, ç ìåôÜäïóç ôçò èåñìéêÞò åíÝñ-ãåéáò ãßíåôáé áðü ôï èåñìüôåñï óþìáðñïò ôï ëéãüôåñï èåñìü. Èá ðñÝðåé íá áíáöåñèåß, üôé çëåêôñïìá-ãíçôéêÜ êýìáôá ìðïñïýí íá äçìéïõñãç-èïýí áðü äéÜöïñåò áéôßåò, üðùò ãéá ðá-ñÜäåéãìá, áðü ìéá êåñáßá åíüò ñáäéïöù-íéêïý óôáèìïý Þ êéíçôÞò ôçëåöùíßáò Þ á-ðü ôïõò ðõëþíåò ìåôáöïñÜò ñåýìáôïòõøçëÞò ôÜóçò. ¼ôáí üìùò ôï áßôéï ôçòåêðïìðÞò çëåêôñïìáãíçôéêþí êõìÜôùíåßíáé ç èåñìïêñáóßá åíüò óþìáôïò, ôüôåç áêôéíïâïëßá ïíïìÜæåôáé èåñìéêÞ áêôé-íïâïëßá. ÔÝëïò, èá ðñÝðåé íá áíáöåñèåßüôé ç èåñìéêÞ áêôéíïâïëßá, üðùò êáé üëåòïé õðüëïéðåò áêôéíïâïëßåò, äéáäßäïíôáéìå ôçí ôá÷ýôçôá ôïõ öùôüò.


ll 43

Áðü ôç ÖõóéêÞ åßíáé ãíùóôü, ùò áñ÷Þ, ü-ôé êÜèå ìïñöÞ åíÝñãåéáò ìðïñåß íá ìåôá-ôñáðåß óå êÜðïéá Üëëç ÷ùñßò áðþëåéåò,÷ùñßò, äçëáäÞ, íá ÷áèåß êÜðïéá ðïóüôçôááðü ôçí áñ÷éêÞ åíÝñãåéá.

Ç áñ÷Þ áõôÞ ïíïìÜæåôáé áñ÷Þ ôçò äéáôÞ-ñçóçò ôçò åíÝñãåéáò Þ íüìïò ôïõ Mayer(ÌÜãéåñ). Ç áñ÷Þ áõôÞ êáèïñßæåé, üôé ç óõ-íïëéêÞ åíÝñãåéá ç ïðïßá èá õðÜñ÷åé óå Ý-íá óýóôçìá óôï ôÝëïò ôçò äéáäéêáóßáòìåôáôñïðÞò ìéáò ðïóüôçôáò åíÝñãåéáòóå êÜðïéá Üëëç ìïñöÞ, èá åßíáé ßóç ìå ôïÜèñïéóìá üëùí ôùí åðéìÝñïõò ìïñöþí å-íÝñãåéáò ðïõ ðñïÝêõøáí êáôÜ ôç äéáäé-êáóßá áõôÞò ôçò ìåôáôñïðÞò. Ôï Üèñïé-óìá, ìÜëéóôá, áõôü èá åßíáé ßóï áêñéâþò ìåôçí ðïóüôçôá ôçò áñ÷éêÞò åíÝñãåéáò ðïõìåôáôñÜðçêå.Áí, ëïéðüí, óõìâïëßóïõìå ìå ÓW ôï áëãå-âñéêü Üèñïéóìá üëùí ôùí Ýñãùí ðïõ ðá-ñÞ÷èçóáí êáôÜ ôç äéÜñêåéá ìéáò êõêëéêÞòäéåñãáóßáò - êáé ðïõ äåí åßíáé Üëëï áðü ôïêáèáñü Ýñãï - êáé ìå ÓQ ôï áëãåâñéêü Ü-èñïéóìá üëùí ôùí èåñìïôÞôùí ðïõ áíôáë-ëÜ÷èçêáí êáôÜ ôç äéÜñêåéá áõôÞò ôçò äéá-äéêáóßáò, èá éó÷ýåé ç ó÷Ýóç:

ÓW = J ll ÓQ

üðïõ ôï J =1 üôáí ÷ñçóéìïðïéïýìå ùò ìï -íÜäåò ôï Joule (J) êáé J = 4186 üôáí ôçèåñìüôçôá ôçí åêöñÜóïõìå óå èåñìßäåò(kcal).Äéåõêñéíßæåôáé, üôé ìå ôïí üñï êõêëéêÞäéåñãáóßá åííïïýìå êÜèå ìåôáâïëÞ ôçòêáôÜóôáóçò åíüò óõóôÞìáôïò, êáôÜ ôçíïðïßá ç áñ÷éêÞ êáé ç ôåëéêÞ êáôÜóôáóç

ôïõ óõóôÞìáôïò áõôïý ðïõ åêôåëåß ôçäéåñãáóßá åßíáé ç ßäéá. Ìå Üëëá ëüãéá, ïé é -äéüôçôåò åíüò óõóôÞìáôïò Ý÷ïõí ôéò ßäéåòôéìÝò ôüóï óôçí áñ÷Þ üóï êáé óôï ôÝëïòôçò äéåñãáóßáò ôïõ.

Ç ðáñáðÜíù ó÷Ýóç áðïôåëåß ôï ðñþôïèåñìïäõíáìéêü íüìï, óýìöùíá ìå ôïí ï-ðïßï, üôáí Ýíá óýóôçìá åêôåëåß ìéá êõêëéêÞäéåñãáóßá, ôüôå ôï êáèáñü Ýñãï åßíáé áíÜ-ëïãï ðñïò ôçí êáèáñÞ èåñìüôçôá.Óôçí ðáñÜãñáöï ðïõ áíáöåñèÞêáìå óôïíïñéóìü êáé óôéò ìïíÜäåò ìÝôñçóçò ôçò é-ó÷ýïò, åßäáìå üôé ç éó÷ýò åßíáé ôï ðçëßêïôïõ Ýñãïõ äéá ôïõ ÷ñüíïõ óôïí ïðïßï ðá-ñÜãåôáé áõôü. Áí, ëïéðüí, ôçí éó÷ý ôçí ðïë-ëáðëáóéÜóïõìå ìå ôï ÷ñüíï, èá ðÜñïõìåêáé ðÜëé Ýñãï Þ åíÝñãåéá. Ï ðáñáðÜíùóõëëïãéóìüò ìáò âïçèÜ íá ïñßóïõìå ìéááêüìá ìïíÜäá åíÝñãåéáò ðïëý äéáäåäïìÝ-íç, ôç âáôþñá (Wh) Þ ôï ðïëëáðëÜóéï áõ-ôÞò, ôçí êéëïâáôþñá (kWh).

Ç ìïíÜäá áõôÞ óçìáßíåé üôé, áí ìéá ìç-÷áíÞ éó÷ýïò 1kW (=1.000W) åñãáóôåß åðßìéá þñá, èá ðáñá÷èåß Ýñãï (åíÝñãåéá) ßóïðñïò 1 kWh. Êáé áöïý ôï Joule (J) ïñßæå-ôáé ùò:

1 J = 1 W ll s

êáé:1 h = 3.600 s

ðñïêýðôåé üôé:

1 kWh = 1.000 W ll 3.600 s = 3.600 kJ

2.15 Ðñþôïò èåñìïäõíáìéêüò íüìïò

44 ll



Óå ìéá êõêëéêÞ äéåñãáóßá ãßíïíôáé ïé åîÞò ìåôáöïñÝò èåñìüôçôáò: +20J, -30J, -10J êáé +40J. Ðüóï åßíáé ôï êáèáñü Ýñãï ôçò êõêëéêÞò äéåñãáóßáò;

ËýóçÁñ÷éêÜ õðïëïãßæïõìå ôï áëãåâñéêü Üèñïéóìá üëùí ôùí èåñìïôÞôùí ðïõ åìöá-

íßæïíôáé êáôÜ ôç äéÜñêåéá ôçò äéåñãáóßáò êáé Ý÷ïõìå:

ÓQ = 20 - 30 -10 +40 = 20 J

Áí ÷ñçóéìïðïéçèïýí ïé ìïíÜäåò ôïõ äéåèíïýò óõóôÞìáôïò, ç óôáèåñÜ J èá åßíáé ß-óç ìå ôç ìïíÜäá êáé, óõíåðþò, ôï êáèáñü Ýñãï èá åßíáé:

ÓW = J ll ÓQ = 1 ll 20 = 20 J


ÐåéñÜìáôá ðïõ Ýãéíáí áðü ôïí Âñåôôáíü öõóéêüJ.P. Joule (ÔæÜïõë) óôá ìÝóá ôïõ 19ïõ áéþíá, Ýäåé-îáí üôé ôï ìç÷áíéêü Ýñãï W ðïõ áðïäßäåôáé áðü Ý-íá óýóôçìá, äéáéñïýìåíï ìå ôï ðïóü ôçò èåñìüôç-ôáò Q ðïõ ÷ñåéÜæåôáé íá äïèåß óôï óýóôçìá ãéá íáðáñá÷èåß ôï ìç÷áíéêü Ýñãï, åßíáé ßóï ìå ìéá óôáèå-ñÜ. Ìå óýìâïëá, áõôü äéáôõðþíåôáé ùò åîÞò:

W / Q = J = óôáèåñÜ

Áí óå Ýíá äï÷åßï ðïõ ðåñéÝ÷åé 1 kg íåñü óå èåñ-ìïêñáóßá 14,5 °C äþóïõìå 1 kcal, ç èåñìïêñá-óßá ôïõ èá áõîçèåß êáôÜ Ýíá âáèìü °C. ¼ìùò,ôçí ßäéá áýîçóç ôçò èåñìïêñáóßáò èá ìðïñïýóá-ìå íá åðéôý÷ïõìå áí ìïíþíáìå êáëÜ ôï äï÷åßï êáéáíáêáôåýáìå ôï íåñü ìå êÜðïéï ìç÷áíéóìü. ÂëÝ-ðïõìå, äçëáäÞ, üôé ôï ìç÷áíéêü Ýñãï êáé ç èåñìü-ôçôá ìðïñïýí íá ðñïêáëÝóïõí ôï ßäéï áðïôÝëå-óìá óå Ýíá óýóôçìá. Ç óôáèåñÜ J ôçò ðáñáðÜíù ó÷Ýóçò åßíáé ãíùóôÞùò ôï ìç÷áíéêü éóïäýíáìï ôçò èåñìüôçôáò. Ç

óôáèåñÜ áõôÞ ðáßñíåé ôçí ôéìÞ ôçò ìïíÜäáò üôáíôï óýóôçìá ôùí ìïíÜäùí åßíáé áõôü ôïõ äéåèíïýòóõóôÞìáôïò (SI), äçëáäÞ ôï Ýñãï êáé ôç èåñìüôç-ôá ôá ìåôñÜìå óå Joule (J).

Áí ôç èåñìüôçôá ôçí åêöñÜóïõìå óå kcal, ôüôå çóôáèåñÜ ðáßñíåé ôçí ôéìÞ 4.186 J/kcal. Ðñüêåéôáé ãéáôçí áíáëïãßá ðïõ åßäáìå óôçí ðáñÜãñáöï ðïõ áíá-öåñüôáí óôç èåñìüôçôá êáé ôç ó÷Ýóç ðïõ õðÜñ÷åéìåôáîý Joule (J) êáé èåñìßäáò (kcal), äçëáäÞ:

1 J = 1 Nm êáé

1 kcal = 4.186 J

Óôï áããëéêü óýóôçìá ç áíôßóôïé÷ç áíáëïãßá åßíáé:

1 Btu = 778 lbf-ft

H ðáñáðÜíù ó÷Ýóç éóïäõíáìßáò ìç÷áíéêïý Ýñ-ãïõ êáé èåñìüôçôáò åöáñìüæåôáé, áíåîÜñôçôá á-ðü ôï åßäïò ôïõ óõóôÞìáôïò Þ ôç öýóç ôùí äéåñ-ãáóéþí ðïõ áêïëïõèïýíôáé.


ll 45

¼ðùò êáé ï ðñþôïò, Ýôóé êáé ï äåýôå-ñïò èåñìïäõíáìéêüò íüìïò åßíáé áðïôÝëå-óìá ðáñáôçñÞóåùí ðïõ Ýêáíáí êáôÜ êáé-ñïýò ðïëëïß åñåõíçôÝò óå äéÜöïñåò ìç-÷áíÝò. Ðñþôïò ï S. Carnot (Êáñíü) ðáñá-ôÞñçóå üôé ãéá íá ðáñÜãåé Ýñãï ìéá áôìï-ìç÷áíÞ, èá ðñÝðåé íá õðÜñ÷åé ñïÞ èåñìü-ôçôáò áðü ìéá èåñìÞ ðçãÞ ìå õøçëÞ èåñ-ìïêñáóßá, ðñïò ìéá Üëëç øõ÷ñÞ ðçãÞ ìå÷áìçëüôåñç èåñìïêñáóßá. Åðßóçò ðáñá-ôÞñçóå, üôé üóï ç äéáöïñÜ ôçò èåñìïêñá-óßáò ôùí äýï áõôþí ðçãþí Þôáí ìåãáëý-ôåñç, ôüóï ìåãáëýôåñï Þôáí êáé ôï ðáñá-ãüìåíï Ýñãï.

Ìå Üëëá ëüãéá, ï äåýôåñïò èåñìïäõíá-ìéêüò íüìïò Þ áñ÷Þ ôïõ Carnot (Êáñíü)êáèïñßæåé, üôé ç èåñìüôçôá ñÝåé áðü ìüíçôçò áðü ôá èåñìüôåñá ðñïò ôá øõ÷ñüôå-ñá óþìáôá êáé ðïôÝ áíôéóôñüöùò. Ï íü-ìïò áõôüò åîçãåß ôç âáóéêÞ ëåéôïõñãßá ôùíèåñìéêþí ìç÷áíþí, óôéò ïðïßåò åêìåôáë-

ëåõüìáóôå ôç äéáöïñÜ ôçò èåñìïêñáóßáòç ïðïßá õðÜñ÷åé ìåôáîý åíüò èåñìïý êáé å-íüò øõ÷ñïý óþìáôïò.

Ï íüìïò áõôüò êáèïñßæåé åðéðëÝïí üôé çáðüäïóç ìéáò èåñìéêÞò ìç÷áíÞò åßíáé,ðÜíôïôå, Ýíáò áñéèìüò ìéêñüôåñïò ôçòìïíÜäáò, áêüìá êáé üôáí ç ìç÷áíÞ åßíáéôÝëåéá. Áõôü óçìáßíåé, üôé ìüíï Ýíá ìÝñïòôçò èåñìüôçôáò ðïõ ðáñáëáìâÜíåé ç ìç-÷áíÞ áðü ôï èåñìü óþìá, ìðïñåß íá ìåôá-ôñáðåß óå ìç÷áíéêü Ýñãï. Ùóôüóï, ç áðüäïóç ôçò ìç÷áíÞò ìåãáëþ-íåé, üóï ìåãáëýôåñç ãßíåôáé ç äéáöïñÜ ìå-ôáîý ôïõ èåñìïý êáé ôïõ øõ÷ñïý óþìá -ôïò. ÅðåéäÞ, üìùò, ùò øõ÷ñü óþìá ÷ñçóé-ìïðïéåßôáé óõíÞèùò ôï ðåñéâÜëëïí (íåñü ÞáÝñáò øýîçò), ãßíåôáé öáíåñü, üôé óôçíðñÜîç ç áðüäïóç ìéáò ìç÷áíÞò åîáñôÜôáéáðü ôç èåñìïêñáóßá ôïõ èåñìïý ìüíï óþ-ìáôïò, êáé ç ïðïßá ðñÝðåé íá åßíáé, üóï ôïäõíáôü, ìåãáëýôåñç.

2.16 Äåýôåñïò èåñìïäõíáìéêüò íüìïò

2.17 ÊéíçôÞñéåò ìç÷áíÝò - Ïñéóìüò

ÊéíçôÞñéá ìç÷áíÞ ïíïìÜæåôáé, ãåíéêÜ,Ýíá óýíïëï åîáñôçìÜôùí ôï ïðïßï ìðï-ñïýí íá ðáñÜãïõí êéíçôÞñéï ùöÝëéìï ìç-÷áíéêü Ýñãï. Óå üëåò ó÷åäüí ôéò êéíçôÞñéåòìç÷áíÝò, ôá äéÜöïñá ìÝñç ðïõ ôéò óõãêñï-ôïýí, óõíåñãÜæïíôáé ìåôáîý ôïõò êáôÜ ôÝ-ôïéï ôñüðï, þóôå íá åðéôõã÷Üíåôáé ç êßíç-óç åíüò âáóéêïý Üîïíá, áðü ôïí ïðïßï ðá-ñáëáìâÜíïõìå ôåëéêÜ ôï ùöÝëéìï Ýñãï.

ÊéíçôÞñéåò ìç÷áíÝò óõíáíôÜìå ðëÝïí,êáèçìåñéíÜ, óå êÜèå áíèñþðéíç äñáóôç-ñéüôçôá. ¸ôóé, ïé êéíçôÞñéåò ìç÷áíÝò ÷ñç-

óéìïðïéïýíôáé óå üëá ôá ìÝóá ìáæéêÞò ìå-ôáöïñÜò, áëëÜ êáé óôéò ðåñéóóüôåñåò óõ-óêåõÝò êáèçìåñéíÞò ÷ñÞóçò.

¼ëåò ïé ìç÷áíÝò, êáôÜ ôç äéÜñêåéá ôçò ëåéôïõñãßáò ôïõò, ðáñáëáìâÜíïõí åíÝñãåéá êÜðïéáòìïñöÞò, ð÷. èåñìéêÞ, ÷çìéêÞ, çëåêôñéêÞ, õäñáõëéêÞ, êáé ìåôáôñÝðïõí ìÝñïò áõôÞò, êõñßùòóå ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá Þ, áëëéþò óå êéíçôÞñéï Ýñãï.

46 ll


Ïé êéíçôÞñéåò ìç÷áíÝò äéáêñßíïíôáé óåäéÜöïñåò êáôçãïñßåò, áíÜëïãá ìå ôç ìïñ-öÞ ôçò åíÝñãåéáò ôçí ïðïßá ðáñáëáìâÜ-íïõí êáé ðïõ ìåôáôñÝðïõí, ôåëéêÜ, óå êéíç-ôéêÞ.

Ïé ìç÷áíÝò ðïõ êáôáíáëþíïõí èåñìéêÞåíÝñãåéá, ïíïìÜæïíôáé èåñìéêÝò ìç÷áíÝò,êáé ôÝôïéåò åßíáé ïé ìç÷áíÝò åóùôåñéêÞòêáýóçò (âåíæéíïêéíçôÞñåò Þ êéíçôÞñåò ðå-ôñåëáßïõ), ïé áôìïóôñüâéëïé êáé ïé áåñéï-óôñüâéëïé.

Ïé ìç÷áíÝò ðïõ ÷ñçóéìïðïéïýí çëåêôñé-êÞ åíÝñãåéá ãéá ôçí ðáñáãùãÞ ìç÷áíéêïýÝñãïõ, ïíïìÜæïíôáé çëåêôñïêéíçôÞñåò, å-íþ ïé êéíçôÞñéåò ìç÷áíÝò ðïõ ÷ñçóéìï-ðïéïýí õäñáõëéêÞ åíÝñãåéá, õäñáõëéêïß êé-íçôÞñåò.Óôï âéâëßï áõôü ìáò åíäéáöÝñïõí ïé èåñìé-êÝò ìç÷áíÝò êáé åéäéêüôåñá, ïé ìç÷áíÝò å-óùôåñéêÞò êáýóçò (ÌÅÊ) ôéò ïðïßåò êáé èáãíùñßóïõìå áíáëõôéêÜ, óôá åðüìåíá êå-öÜëáéá.

ÐÜíôùò, ìéá ðñþôç, ãåíéêÞ êáôÜôáîçôùí ìç÷áíþí åóùôåñéêÞò êáýóçò, åßíáé ç å-îÞò:1) Ùò ðñïò ôï èåñìéêü êýêëï:

ll Ìç÷áíÝò óôáèåñÞò ðßåóçò (ðåôñåëáéïìç÷áíÝò Þ ìç÷áíÝò Diesel)

ll Ìç÷áíÝò Ýêñçîçò Þ óôáèåñïý üãêïõ (âåíæéíïìç÷áíÝò Þ ìç÷áíÝò Otto)

ll Ìç÷áíÝò ìéêôïý êýêëïõ2) Ùò ðñïò ôïõò ÷ñüíïõò ëåéôïõñãßáò:

ll Äß÷ñïíåòll ÔåôñÜ÷ñïíåò

ll Óõíå÷ïýò ëåéôïõñãßáò (áåñéïóôñüâéëïé)

3) Ùò ðñïò ôïí ôñüðï ðëÞñùóçò ôçò ìç÷á-

íÞò ìå áÝñéï êáýóéìï ìßãìá:

ll ÖõóéêÞò åéóðíïÞò ìå ôçí êÜèïäï ôïõ åìâüëïõ

ll õðåñðëçñïýìåíåò 4) Ùò ðñïò ôçí éó÷ý:

ll ÁðëÞò êáé äéðëÞò åíÝñãåéáòll ÌéêñÞò, ìÝóçò Þ ìåãÜëçò éó÷ýïò

5) Ùò ðñïò ôçí ôá÷ýôçôá:

ll Âñáäýóôñïöåò 100 - 120 rpm (ìç÷áíÝò ðëïßùí)

ll ÌÝóïõ áñéèìïý óôñïöþí 250 - 500 rpm (ìç÷áíÝò ðëïßùí)

ll Ôá÷ýóôñïöåò ðåôñåëáéïìç÷áíÝò 1.000 - 4.500 rpm (ìç÷áíÝò öïñôçãþíêáé áõôïêéíÞôùí)

ll Ôá÷ýóôñïöåò âåíæéíïìç÷áíÝò áõôïêéíÞôùí 3.500 - 7.000 rpm (ìç÷áíÝò áõôïêéíÞôùí)

ll Ôá÷ýóôñïöåò âåíæéíïìç÷áíÝò áõôïêéíÞôùí 7.000 rpm êáé Üíù (ìç÷áíÝò áõôïêéíÞôùí áãþíùí)

6) Ùò ðñïò ôï ÷ñçóéìïðïéïýìåíï êáýóéìï:

ll Ìç÷áíÝò âáñÝùí ðåôñåëáßùí (ìáæïýô)

ll Ìç÷áíÝò åëáöñþí õãñþí (diesel)ll Ìç÷áíÝò âåíæßíçòll Ìç÷áíÝò öõóéêþí áåñßùíll Ìç÷áíÝò ìéêôïý êáõóßìïõ

(5% ðåôñÝëáéï, 95% áÝñéï)7) Ùò ðñïò ôá ìÝóá âåëôßùóçò ôçò êáýóçò:

ll Ìå Þ ÷ùñßò óôñïâéëéóìüll ÌåãÜëçò Þ ìéêñÞò ðåñßóóåéáò áÝñá

8) Ùò ðñïò ôç öïñÜ ðåñéóôñïöÞò:

ll Äåîéüóôñïöåòll Áñéóôåñüóôñïöåòll ÁíáóôñÝøéìåò êáé ìç áíáóôñÝøéìåò

2.18 ÊéíçôÞñéåò ìç÷áíÝò - ÊáôÜôáîç


9) Ùò ðñïò ôç øýîç:

ll Áåñüøõêôåòll Õäñüøõêôåò

10) Ùò ðñïò ôç äéÜôáîç ôùí åìâüëùí:

ll Êáôáêüñõöåò (Ó÷Þìá 2.9)ll Ïñéæüíôéåò (Ó÷Þìá 2.10)ll Ôýðïõ boxer (Ó÷Þìá 2.11)ll ÄéÜôáîçò V (Ó÷Þìá 2.12)ll ÁíôéèÝôùí åìâüëùí (Ó÷Þìá 2.13)ll ÁóôåñïåéäÞò äéÜôáîç åíüò Þ äýï

áóôÝñùí (Ó÷Þìá 2.14 êáé 2.15)

ll Ìç÷áíÝò ìå ðåñéóôñåöüìåíï Ýìâïëï, ôýðïõ Wankel (ÂÜíêåë)

11) Ùò ðñïò ôïí ôñüðï Ýã÷õóçò ôïõ

êáõóßìïõ:

ll Ìå åìöýóçóç áÝñáll Ìå ìç÷áíéêÞ Ýã÷õóçll Ìå åîáÝñùóç

12) Ùò ðñïò ôç ÷ñÞóç ôïõò:

ll Ìç÷áíÝò îçñÜòll Ìç÷áíÝò èáëÜóóçòll Ìç÷áíÝò áÝñïò

ll 47

Ó÷Þìá 2.9: Ìç÷áíÞ ìå êáôáêüñõöïõò

êõëßíäñïõò óå óåéñÜ Ó÷Þìá 2.10: Ìç÷áíÞ ìå ïñéæüíôéïõò êõëßíäñïõò óå óåéñÜ

Ó÷Þìá 2.11: Ìç÷áíÞ ôýðïõ Boxer

48 ll


Ó÷Þìá 2.12: Ìç÷áíÞ äéÜôáîçò V

Ó÷Þìá 2.15: ÁóôåñïåéäÞòìç÷áíÞ äéðëïý áóôÝñá

Ó÷Þìá 2.14: ÁóôåñïåéäÞòìç÷áíÞ áðëïý áóôÝñá

Ó÷Þìá 2.13: Ìç÷áíÞ áíôéèÝôùí åìâüëùí


ll 49

Óôï êåöÜëáéï áõôü åßäáìå üôé:❖ Äýíáìç åßíáé ôï áßôéï ðïõ ðñïêá-ëåß ôç ìåôáâïëÞ ôçò êéíçôéêÞò êáôÜ-óôáóçò åíüò óþìáôïò Þ ôçí ðáñá-ìüñöùóÞ ôïõ.❖ Ìéá äýíáìç êáèïñßæåôáé åðáêñéâþò,üôáí åßíáé ãíùóôü ôï ìÝãåèüò ôçò, çäéåýèõíóÞ ôçò êáé ç öïñÜ ôçò.❖ ÔñéâÞ åßíáé ç äýíáìç ðïõ áíáðôýó-óåôáé ìåôáîý äýï óùìÜôùí ôá ïðïßáâñßóêïíôáé óå åðáöÞ êáé êéíïýíôáé Þôåßíïõí íá êéíçèïýí ôï Ýíá ðñïò ôïìÝñïò ôïõ Üëëïõ. ❖ ÑïðÞ ùò ðñïò Ýíá óçìåßï, ïíïìÜ-æïõìå ôï ãéíüìåíï ìéáò äýíáìçò åðßôçí åëÜ÷éóôç áðüóôáóÞ ôçò áðü ôïóçìåßï áõôü.❖ Ðßåóç åßíáé ç äýíáìç ç ïðïßá áíôé-óôïé÷åß óôç ìïíÜäá åðéöáíåßáò, êáé ïñßæåôáé ùò ôï ðçëßêï ìéáò äýíáìçòðñïò ôï åìâáäüí ôçò åðéöáíåßáò, åðÜíù óôçí ïðïßá åöáñìüæåôáé áõôÞ ç äýíáìç.❖ Ç ìáíïìåôñéêÞ ðßåóç åßíáé ç äéáöï-ñÜ ôçò áðüëõôçò ðßåóçò áðü ôçí áíôß-óôïé÷ç áôìïóöáéñéêÞ.❖ ¸ñãï åßíáé ôï ãéíüìåíï ìéáò äýíá-ìçò åðß ôçí áðüóôáóç, êáôÜ ôçí ïðïßáìåôáêéíåßôáé ôï óçìåßï åöáñìïãÞò ôçòäýíáìçò êáôÜ ôç äéåýèõíóÞ ôçò.❖ Éó÷ýò åßíáé ôï Ýñãï ðïõ ðáñÜãåôáéóôç ìïíÜäá ôïõ ÷ñüíïõ.❖ Ç åíÝñãåéá åêöñÜæåé ôçí éêáíüôçôáåíüò óõóôÞìáôïò íá áðïäþóåé Ýñãï❖ Èåñìïêñáóßá åßíáé Ýíá öõóéêü ìÝãå-èïò, ôï ïðïßï ÷áñáêôçñßæåé ðüóï èåñ-ìü (æåóôü) Þ ðüóï øõ÷ñü (êñýï) åßíáéÝíá óþìá, óå ó÷Ýóç ìå êÜðïéï Üëëï.❖ Ðõêíüôçôá åíüò õëéêïý åßíáé ôï ðç-

ëßêï ôçò ìÜæáò m ôïõ õëéêïý äéá ôïõüãêïõ ðïõ áõôü êáôáëáìâÜíåé. ❖ Åéäéêü âÜñïò åíüò óþìáôïò åßíáé ôïðçëßêï ôïõ ìÝôñïõ ôïõ âÜñïõò ôïõóþìáôïò äéá ôïõ üãêïõ ðïõ ôï óþìáêáôáëáìâÜíåé.❖ Ï åéäéêüò üãêïò åßíáé ôï áíôßóôñïöïôçò ðõêíüôçôáò, äçëáäÞ åßíáé ï üãêïòôïí ïðïßï êáôáëáìâÜíåé ç ìïíÜäá ôçòìÜæáò ôïõ óþìáôïò.❖ Ç èåñìüôçôá åßíáé ìéá áðü ôéò âáóé-êÝò ìïñöÝò åíÝñãåéáò êáé åßíáé ôï áß-ôéï ôçò ìåôáâïëÞò ôçò èåñìéêÞò êáôÜ-óôáóçò ôùí óùìÜôùí.❖ Ç ìåôÜäïóç ôçò èåñìüôçôáò ãßíåôáéìå ôñåéò ôñüðïõò: áãùãéìüôçôá, ìå ìå-ôáöïñÜ êáé ìå áêôéíïâïëßá. ❖ Óýìöùíá ìå ôïí ðñþôï èåñìïäõíá-ìéêü íüìï, ç óõíïëéêÞ åíÝñãåéá óå Ýíáóýóôçìá óôï ôÝëïò ôçò äéáäéêáóßáòìåôáôñïðÞò ìéáò ðïóüôçôáò åíÝñãåéáòóå êÜðïéá Üëëç ìïñöÞ, èá åßíáé ßóç ìåôï Üèñïéóìá üëùí ôùí åðéìÝñïõò ìïñ-öþí åíÝñãåéáò ðïõ ðñïÝêõøáí êáôÜôç äéáäéêáóßá áõôÞò ôçò ìåôáôñïðÞò.❖ Óýìöùíá ìå ôï äåýôåñï èåñìïäõ-íáìéêü íüìï, ç èåñìüôçôá ñÝåé áðüìüíç ôçò áðü ôá èåñìüôåñá ðñïò ôáøõ÷ñüôåñá óþìáôá êáé ðïôÝ áíôé-óôñüöùò.❖ ÊéíçôÞñéá ìç÷áíÞ åßíáé, ãåíéêÜ, Ýíáóýíïëï åîáñôçìÜôùí ôá ïðïßá ìðï-ñïýí íá ðáñÜãïõí êéíçôÞñéï ùöÝëéìïìç÷áíéêü Ýñãï.❖ Ç êáôÜôáîç ôùí êéíçôÞñéùí ìç÷á-íþí ãßíåôáé, áíÜëïãá ìå ôç ìïñöÞôçò åíÝñãåéáò ôçí ïðïßá ðáñáëáìâÜ-íïõí êáé ðïõ ìåôáôñÝðïõí, ôåëéêÜ, óåêéíçôéêÞ.

Áíáêåöáëáßùóç

50 ll


1. Äþóôå ìåñéêÜ ðáñáäåßãìáôá äõíÜìåùí ðïõ ðñïêáëïýíôáé áðü ôçí åðáöÞ ìåôáîý óùìÜôùí.

2. Äþóôå ìåñéêÜ ðáñáäåßãìáôá äõíÜìåùí ðïõ áíáðôýóóïíôáé êÜôù áðü ôçí åðßäñáóç åíüò ðåäßïõ (ð÷ ìáãíçôéêïý, ðåäßïõ âáñýôçôáò).

3. Ìå ðïéá óôïé÷åßá êáèïñßæåôáé, åðáêñéâþò ìéá äýíáìç;

4. Äþóôå äÝêá ðáñáäåßãìáôá áðü ôçí êáèçìåñéíÞ óáò æùÞ, óôá ïðïßá íá åìöáíßæåôáé ç åðßäñáóç ìéáò ñïðÞò.

5. Ìéá ðëáôöüñìá åíüò óõíåñãåßïõ áíõøþíåé Ýíá áõôïêßíçôï ìÜæáò m = 1.200 kg óå ýøïò h = 1,8 m êáé óå ÷ñüíï t = 10 s. Ðüóç åßíáé ç ìç÷áíéêÞ éó÷ýò ôçò ðëáôöüñìáò óå kW êáé ðüóï ôï Ýñãï áíýøùóçò óå J;

6. ¸íá áõôïêßíçôï êéíåßôáé óå åõèýãñáììï äñüìï, ìå óôáèåñÞ ôá÷ýôçôá 100 km/h. Ç áåñïäõíáìéêÞ áíôßóôáóç êáé ïé ìç÷áíéêÝò ôñéâÝò äßíïõí ìéá óõíïëéêÞ äýíáìç áíôßóôáóçò 1.100 N. Ðüóç åßíáé ç éó÷ýò êßíçóçò ôïõ áõôïêéíÞôïõ óå kW êáé PS; Áíèåùñçèåß, üôé óôçí ôá÷ýôçôá áõôÞ ç áåñïäõíáìéêÞ áíôßóôáóç åßíáé ßóç ìå ôéò ìç÷áíé-êÝò ôñéâÝò, õðïëïãßóôå ðüóç èá åßíáé ç âåëôßùóç ãéá ôçí éó÷ý êßíçóçò, ãéá ôçí ßäéáôá÷ýôçôá, áí ç áåñïäõíáìéêÞ áíôßóôáóç ôïõ áõôïêéíÞôïõ ìåéùèåß êáôÜ 20%.

7. ¸íá äï÷åßï üôáí åßíáé êåíü, Ý÷åé âÜñïò 2,5 kg, åíþ üôáí åßíáé ãåìÜôï ìå âåíæßíç,

ôï âÜñïò ôïõ åßíáé 10 kg. Áí ç ðõêíüôçôá ôçò âåíæßíçò åßíáé 750 kg/m 3 (0,75 kg/l),ðüóç åßíáé ç ÷ùñçôéêüôçôá (ï üãêïò) ôïõ äï÷åßïõ óå m3 êáé ðüóç óå ëßôñá(l); Ãéá ôçìåôáôñïðÞ ôùí ìïíÜäùí äßíåôáé üôé 1l = 0.001m3.

8. ÄÝêá ëßôñá (l) íåñïý èåñìáßíïíôáé áðü ôïõò 15 °C óôïõò 80 °C. Ðüóç åßíáé ç ðïóüôçôá ôçò èåñìüôçôáò ðïõ äüèçêå óôï íåñü; Äßíïíôáé ç åéäéêÞ èåñìüôçôá ôïõ íåñïý c=4,18 kJ/kgK êáé üôé: 1 l = 0,001 m3.

9. ¸íáò êéíçôÞñáò ÷ñåéÜæåôáé 3.5 ëßôñá (l) ëÜäé. Óå ðïéá èåñìïêñáóßá öèÜíåé ôï ëÜäé áí ï êéíçôÞñáò, êáôÜ ôçí åêêßíçóç, Ý÷åé ôç èåñìïêñáóßá ôïõ ðåñéâÜëëïíôïò (ðåñß-ðïõ 20 °C), êáé, êáôÜ ôç ëåéôïõñãßá ôïõ, ç èåñìüôçôá ðïõ äüèçêå óôï ëÜäé åßíáé600 kJ; Äßíïíôáé ç ðõêíüôçôá ôïõ ëáäéïý ñ = 900 kg/m3 (0,9 kg/l) êáé ç åéäéêÞ èåñ-ìüôçôá c = 1,8 kJ/kgK. Áêüìá äßíåôáé üôé: 1 l = 0,001 m3.

10. Ðïéïé åßíáé ïé ôñüðïé ìåôÜäïóçò ôçò èåñìüôçôáò; Äþóôå ìåñéêÜ ðáñáäåßãìáôá ãéá ôïí êÜèå ôýðï ôçò ìåôÜäïóçò áõôÞò ðïõ óõíáíôÜìå óôï óðßôé Þ óôï áõôïêßíçôï.

ÅñùôÞóåéò - ÁóêÞóåéò


ll 51

Äñáóôçñéüôçôåò

1. Óõãêåíôñþóôå öùôïãñáöéêü õëéêü áðü äéÜöïñïõò ôýðïõò ìç÷áíþí åóùôåñéêÞò êáýóçò. (Ì.Å.Ê.) êáé äçìéïõñãÞóôå ìßá áößóá ìå ôï õëéêü áõôü.

2. ÄçìéïõñãÞóôå áðëïýò ìç÷áíéóìïýò, ïé ïðïßïé íá ðáñÜãïõí êÜðïéïõ åßäïõò Ýñãï (ð÷. áíýøùóç åíüò âÜñïõò) êáé óôïõò ïðïßïõò íá óõíäõÜæïíôáé äõíÜìåéòêáé ñïðÝò. Åíôïðßóôå ôá óçìåßá üðïõ åìöáíßæïíôáé äõíÜìåéò - ôñéâåßò, êáé ðñïóðáèÞóôå íá ôéò ìåéþóåôå.

ÂéâëéïãñáößáÂéâëéïãñáößá

1. Handbook of Engineering fundamentals, I. Eshbach, 3rd edition,

John Wiley & Sons2. Automotive Handbook, 2nd edition,

Bosch, SAE3. Mark's Standard Handbook for

Mechanical Engineers, 10th edition, McGraw-Hill

ΜΕΚ Ι book

Documents

Transcript of ΜΕΚ Ι book