Что является мерой изменения энергии систем тел: Законы сохранения и изменения импульса.

Содержание

Законы сохранения и изменения импульса.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Импульс тела (р) – векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения и равная произведению массы тела на скорость: p=mv (кг*м/с).

Замкнутая система – совокупность тел, взаимодействующих только мд собой и не взаимодействующих с телами, не входящими в эту систему.

По векторному закону Ньютона: F=mа, но , поэтому: Ft=mv-mv0. Здесь произведение Ft – импульс силы, а ∆р=mv-mv0 – изменение импульса тела. При изменении скорости тела, его импульс меняется. Причиной изменения скорости является др тело. В результате взаимодействия тел, меняются их импульсы.

В замкнутой системе выполняется закон сохранения импульса: векторная сумма импульсов тел замкнутой системы остается неизменной при любых взаимодействиях этих тел друг с другом. Или геометрическая сумма импульсов тел до взаимодействия равна геометрической сумме импульсов тел после взаимодействия: m1v1+m2v2= m1u1+m2u2, m1, 2 – массы сталкивающихся тел, v1, 2 – их скорости до столкновения, u1, 2 – скорости после столкновения.

При абсолютно неупругом ударе тела после взаимодействия представляют одно целое, а часть механической энергии или вся механическая энергия превращается во внутреннюю. При абсолютно упругом ударе полная механическая энергия сохраняется (с какой скоростью тело ударяется о массивную преграду, с такой же и отскакивает под таким же углом).

Работа сил. Консервативные и неконсервативные силы.

Работа – это мера изменения энергии одного тела или системы тел. При прямолинейном движении одной материальной точки и постоянном значении приложенной к ней силы работа (этой силы) равна произведению величины проекции вектора силы на направление движения и величины совершённого перемещения: или если сила не постоянна, то в этом случае она вычисляется как интеграл

Консервативные силы – силы поля, работа которых над частицей не зависит от траектории движения частицы. Работа сил по замкнутому пути = 0: работа в дальнюю тчк имеет знак противоположный знаку работы назад в исходную тчк и эти работы по модулю равны. Силы, действующие на частицу в центральном поле и однородном стационарном поле консервативны.

Неконсервативные: сила трения, ее направление всегда противоположно скорости частицы, работа этой силы всегда отрицательна, накапливается при любом движении и никогда не обратиться в 0.

Мощность.

Мо́щность — физическая величина, равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Различают среднюю мощность за промежуток времени :

 

и мгновенную мощность в данный момент времени:

 

Так как работа является мерой изменения энергии, мощность можно определить также как скорость изменения энергии системы.

Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело .

Кинетическая и потенциальная энергия.

Энергией называется физическая величина, измеряемая работой, которую может совершить тело или система тел. Энергия, как и работа, измеряется в джоулях.

К механической энергии относятся: потенциальная энергия тяготения , потенциальная энергия деформированных тел кинетическая энергия движущихся тел

Закон сохранения механической энергии.

Переход механической энергии из одного вида в другой подчиняется закону сохранения механической энергии: в изолированной системе тел, между которыми действуют лишь силы тяготения и упругости, механическая энергия остается неизменной. Механическая энергия тела в процессе его движения не меняется. По мере падения тела его потенциальная энергия будет уменьшаться, но зато будет возрастать кинетическая энергия.

Теоремы об изменении энергии.

Изменение кинетической энергии равно работе совершённой всеми силами. Изменение механической энергии замкнутой системы равно работе неконсервативных сил.

Закон всемирного тяготения.

Закон: сила, с которой 2 материальные точка притягивают друг друга, пропорциональна массам этих точка и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: - коэффициент пропорциональности, гравитационная постоянная; сила направлена вдоль прямой, проходящей через взаимодействующие точка. В векторном виде силу, с которой вторая мат точка притягивает к себе первую: , - единичный вектор с направлением от 1 к 2. Определение силы взаимодействия протяженных тел: - расстояние между элементарными массами. Сила, действующая со стороны тела 2 на принадлежащую телу 1 элементарную массу . Сила, с которой тело 2 действует на тело 1: .

Размерность гравитационной пост:

Упругий и неупругий удары.

Уда́р — толчок, кратковременное взаимодействие тел, при котором происходит перераспределение кинетической энергии. Абсолютно упругий удар — модель соударения, при которой полная кинетическая энергия системы сохраняется. Абсолю́тно неупру́гий удар — удар, в результате которого компоненты скоростей тел, нормальные площадке касания, становятся равными. Если удар был центральным (скорости были перпендикулярны касательной плоскости), то тела соединяются и продолжают дальнейшее своё движение как единое тело.

Момент инерции.

Момент инерции – это мера инертности тела при вращательном движении. Зависит от распределения массы относительно оси вращения. Момент инерции сложного тела равен сумме моментов инерции его составных частей.

Произведение массы точки на квадрат ее расстояния до оси назовем моментом инерции материальной точки относительно оси:. Единица момента инерции в СИ — кг.м2.

Твердое тело мы можем рассматривать как совокупность частиц с массами , расположенных на расстояниях от оси вращения. Момент инерции твердого тела сумма моментов инерции составляющих его частиц:

Для разных осей вращения момент инерции одного и того же тела различен. Если известен момент инерции I0 относительно любой оси, проходящей через центр масс тела, то для расчета момента инерции I этого тела относительно другой оси, параллельной первой и отстоящей от нее на расстоянии d, используется соотношение, известное как теорема Штейнера: .

Обруч

Ось вращения проходит через центр обруча перпендикулярно плоскости обруча

Момент инерции равен mR2

Диск (цилиндр)

Ось вращения проходит через центр диска перпендикулярно плоскости диска

Момент инерции равен 0,5mR2

Диск

Ось вращения проходит через центр диска вдоль его диаметра

Момент инерции равен 0,25mR2

Шар

Ось вращения проходит через центр шара

Момент инерции равен 0,4mR2

Стержень длиной 1

Ось вращения проходит через середину тонкого стержня перпендикулярно ему

Момент инерции равен 1/12 ml2

Момент силы.

Момент силы - векторная величина. Для нахождения ее направления вектора r и F необходимо изобразить исходящими из одной точки и связать с ними правый винт. Затем головку правого винта нужно вращать от r к F. Направление движения винта будет совпадать с вектором M.

Величина вектора момента сил равна: M = r·F·sin(a) = F·R, где R = r·sin(a) - плечо силы, равное кратчайшему расстоянию между осью вращения и линией действия силы.

Моментом силы относительно произвольной оси Z, проходящей через точку О, в которой закреплено твердое тело, называется величина, равная проекции вектора M на эту ось.



Читайте также:

 

A. Изменение энергии — PhysBook

Изменение внутренней энергии

Внутренняя энергия тела может изменяться двумя способами:

  1. При совершении механической работы.
    а) Если внешняя сила вызывает деформацию тела, то при этом изменяются расстояния между частицами, из которых оно состоит, а следовательно, изменяется потенциальная энергия взаимодействия частиц. При неупругих деформациях, кроме того, изменяется температура тела, т.е. изменяется кинетическая энергия теплового движения частиц. Но при деформации тела совершается работа, которая и является мерой изменения внутренней энергии тела.
    б) Внутренняя энергия тела изменяется также при его неупругом соударении с другим телом. Как мы видели раньше, при неупругом соударении тел их кинетическая энергия уменьшается, она превращается во внутреннюю (например, если ударить несколько раз молотком по проволоке, лежащей на наковальне, — проволока нагреется). Мерой изменения кинетической энергии тела является, согласно теореме о кинетической энергии, работа действующих сил. Эта работа может служить и мерой изменения внутренней энергии.
    в) Изменение внутренней энергии тела происходит под действием силы трения, поскольку, как известно из опыта, трение всегда сопровождается изменением температуры трущихся тел. Работа силы трения может служить мерой изменения внутренней энергии.
  2. Существует еще способ изменения энергии тела, не связанный с работой сил. Так, если тело поместить в пламя горелки, его температура изменится, следовательно, изменится и его внутренняя энергия. Однако никакая работа здесь не совершалась, ибо не происходило видимого перемещения ни самого тела, ни его частей.
    Изменение внутренней энергии системы без совершения работы называется теплообменом (теплопередачей).
    Существует три вида теплообмена: теплопроводность, конвекция и излучение.
    а) Теплопроводностью называется процесс теплообмена между телами (или частями тела) при их непосредственном контакте, обусловленный тепловым хаотическим движением частиц тела. Амплитуда колебаний молекул твердого тела тем больше, чем выше его температура. Теплопроводность газов обусловлена обменом энергией между молекулами газа при их столкновениях. В случае жидкостей работают оба механизма. Теплопроводность вещества максимальна в твердом и минимальна в газообразном состоянии.
    б) Конвекция представляет собой теплопередачу нагретыми потоками жидкости или газа от одних участков занимаемого ими объема в другие.
    в) Теплообмен при излучении осуществляется на расстоянии посредством электромагнитных волн.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 153-154.

Энергия - материалы для подготовки к ЕГЭ по Физике

 


Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: работа силы, мощность, кинетическая энергия, потенциальная энергия, закон сохранения механической энергии.

Мы приступаем к изучению энергии - фундаментального физического понятия. Но предварительно нужно разобраться с другой физической величиной - работой силы.

Работа.

 

Пусть на тело действует постоянная сила и тело, двигаясь прямолинейно по горизонтальной поерхности, совершило перемещение . Сила не обязательно является непосредственной причиной перемещения (так, сила тяжести не является непосредственной причиной перемещения шкафа, который передвигают по комнате).

Предположим сначала, что векторы силы и перемещения сонаправлены (рис. 1; остальные силы, действующие на тело, не указаны)

Рис. 1.A=Fs

 

В этом простейшем случае работа определяется как произведение модуля силы на модуль перемещения:

. (1)

Единицей измерения работы служит джоуль (Дж): Дж=Н м. Таким образом, если под действием силы 1 Н тело перемещается на 1 м, то сила совершает работу 1 Дж.

Работа силы, перпендикулярной перемещению, по определению считается равной нулю. Так, в данном случае сила тяжести и сила реакции опоры не совершают работы.

Пусть теперь вектор силы образует с вектором перемещения острый угол (рис. 2).

Рис. 2. A=Fs cos

 

Разложим силу на две составляющие: (параллельную перемещению) и (перпендикулярную перемещению). Работу совершает только . Поэтому для работы силы получаем:

. Итак,

. (2)

Если вектор силы образует с вектором перемещения тупой угол , то работа по-прежнему определяется формулой (2). В этом случае работа оказывается отрицательной.

Например, работа силы трения скольжения, действующей на тело в рассмотренных ситуациях, будет отрицательной, так как сила трения направлена противоположно перемещению. В этом случае имеем:

, и для работы силы трения получаем:

,

где - масса тела, - коэффициент трения между телом и опорой.

Соотношение (2) означает, что работа является скалярным произведением векторов силы и перемещения:

.

Это позволяет вычислять работу через координаты данных векторов:

.

Пусть на тело действуют несколько сил и - равнодействующая этих сил. Для работы силы имеем:

,

или

,

где - работы сил . Итак, работа равнодействующей приложенных к телу сил равна сумме работ каждой силы в отдельности.

Мощность.

 

Часто имеет значение быстрота, с которой совершается работа. Скажем, на практике важно знать, какую работу сможет выполнить данное устройство за фиксированное время.

Мощность - это величина, характеризующая скорость совершения работы. Мощность есть отношение работы ко времени , за которое эта работа совершена:

.

Мощность измеряется в ваттах (Вт). 1 Вт = 1 Дж/с, то есть 1 Вт - это такая мощность, при которой работа в 1 Дж совершается за 1 с.

Предположим, что силы, действующие на тело, уравновешены, и тело движется равномерно и прямолинейно со скоростью . В этом случае существует полезная формула для мощности, развиваемой одной из действующих сил .

За время тело совершит перемещение . Работа силы будет равна:

.

Отсюда получаем мощность:

,

или

,

где -угол между векторами силы и скорости.

Наиболее часто эта формула используется в ситуации, когда - сила "тяги" двигателя автомобиля (которая на самом деле есть сила трения ведущих колёс о дорогу). В этом случае , и мы получаем просто:

.

Механическая энергия.

 

Энергия является мерой движения и взаимодействия любых объектов в природе. Имеются различные формы энергии: механическая, тепловая, электромагнитная, ядерная. . .

Опыт показывает, что энергия не появляется ниоткуда и не исчезает бесследно, она лишь переходит из одной формы в другую. Это самая общая формулировка закона сохранения энергии.

Каждый вид энергии представляет собой некоторое математическое выражение. Закон сохранения энергии означает, что в каждом явлении природы определённая сумма таких выражений остаётся постоянной с течением времени.

Измеряется энергия в джоулях, как и работа.

Механическая энергия является мерой движения и взаимодействия механических объектов (материальных точек, твёрдых тел).

Мерой движения тела является кинетическая энергия. Она зависит от скорости тела. Мерой взаимодействия тел является потенциальная энергия. Она зависит от взаимного расположения тел.

Механическая энергия системы тел равна сумме кинетической энергии тел и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

Кинетическая энергия.

 

Кинетической энергией тела (принимаемого за материальную точку) называется величина

,

где - масса тела, - его скорость.

Кинетической энергией системы из тел называется сумма кинетических энергий каждого тела:

.

Если тело движется под действием силы , то кинетическая энергия тела, вообще говоря, меняется со временем. Оказывается, именение кинетической энергии тела за некоторый промежуток времени равно работе силы . Покажем это для случая прямолинейного равноускоренного движения.

Пусть - начальная скорость, - конечная скорость тела. Выберем ось вдоль траектории тела (и, соответственно, вдоль вектора силы ). Для работы силы получаем:

.

(мы воспользовались формулой для , выведенной в статье "Равноускоренное движение"). Заметим теперь, что в данном случае проекция скорости отличается от модуля скорости разве что знаком; поэтому и . В результате имеем:

,

что и требовалось.

На самом деле соотношение справедливо и в самом общем случае криволинейного движения под действием переменной силы.

Теорема о кинетической энергии. Изменение кинетической энергии тела равно работе, совершённой приложенными к телу внешними силами за рассматриваемый промежуток времени.

Если работа внешних сил положительна, то кинетическая энергия увеличивается (, тело разгоняется).

Если работа внешних сил отрицательна, то кинетическая энергия уменьшается (, тело замедляет движение). Пример - торможение под действием силы трения, работа которой отрицательна.

Если же работа внешних сил равна нулю, то кинетическая энергия тела за это время не меняется. Нетривиальный пример - равномерное движение по окружности, совершаемое грузом на нити в горизонтальной плоскости. Сила тяжести, сила реакции опоры и сила натяжения нити всегда перпендикулярны скорости, и работа каждой из этих сил равна нулю в течение любого промежутка времени. Соответственно, кинетическая энергия груза (а значит, и его скорость) остаётся постоянной в процессе движения.

Задача. Автомобиль едет по горизонтальной дороге со скоростью и начинает резко тормозить. Найти путь , пройденный автомобилем до полной остановки, если коэффициент трения шин о дорогу равен .

Решение. Начальная кинетическая энергия автомобиля , конечная кинетическая энергия . Изменение кинетической энергии .

На автомобиль действуют сила тяжести , реакция опоры и сила трения . Сила тяжести и реакция опоры, будучи перпендикулярны перемещению автомобиля, работы не совершают. Работа силы трения:

.

Из теоремы о кинетической энергии теперь получаем:

.

Потенциальная энергия тела вблизи поверхности Земли.

 

Рассмотрим тело массы , находящееся на некоторой высоте над поверхностью Земли. Высоту считаем много меньше земного радиуса. Изменением силы тяжести в процессе перемещения тела пренебрегаем.

Если тело находится на высоте , то потенциальная энергия тела по определению равна:

где - ускорение свободного падения вблизи поверхности Земли.

Высоту не обязательно отсчитывать от поверхности Земли. Как мы увидим ниже (формулы (3), (4)), физическим смыслом обладает не сама по себе потенциальная энергия, но её изменение. А изменение потенциальной энергии не зависит от уровня отсчёта. Выбор нулевого уровня потенциальной энергии в конкретной задаче диктуется исключительно соображениями удобства.

Найдём работу, совершаемую силой тяжести при перемещении тела. Предположим, что тело перемещается по прямой из точки , находящейся на высоте , в точку , находящуюся на высоте (рис. 3).

Рис. 3.A=mg(h2-h3)[/math]

 

Угол между силой тяжести и перемещением тела обозначим . Для работы силы тяжести получим:

.

Но, как видно из рис. 3, . Поэтому

,

или

. (3)

Учитывая, что , имеем также:

. (4)

Можно доказать, что формулы (3) и (4) справедливы для любой траектории, по которой тело перемещается из точки в точку , а не только для прямолинейного отрезка.

Работа силы тяжести не зависит от формы траектории, по которой перемещается тело, и равна разности значений потенциальной энергии в начальной и конечной точках траектории. Иными словами, работа силы тяжести всегда равна изменению потенциальной энергии с противоположным знаком. В частности, работа силы тяжести по любому замкнутому пути равна нулю.

Сила называется консервативной, если при перемещении тела работа этой силы не зависит от формы траектории, а определяется только начальным и конечным положением тела. Сила тяжести, таким образом, является консервативной. Работа консервативной силы по любому замкнутому пути равна нулю. Только в случае консервативной силы возможно ввести такую величину, как потенциальная энергия.

Потенциальна яэнергия деформированной пружины.

 

Рассмотрим пружину жёсткости . Начальная деформация пружины равна . Предположим,
что пружина деформируется до некоторой конечной величины деформации . Чему равна при этом работа силы упругости пружины?

В данном случае силу на перемещение не умножишь, так как сила упругости меняется в процессе деформации пружины. Для нахождения работы переменной силы требуется интегрирование. Мы не будем приводить здесь вывод, а сразу выпишем конечный результат.

Оказывается, сила упругости пружины также является консервативной. Её работа зависит лишь от величин и и определяется формулой:

.

Величина

называется потенциальной энергией деформированной пружины (x - величина деформации).

Следовательно,

,

что полностью аналогично формулам (3) и (4).

Закон сохранения механической энергии.

 

Консервативные силы называются так потому, что сохраняют механическую энергию замкнутой системы тел.

Механическая энергия тела равна сумме его кинетической и потенциальной энергий:

.

Механическая энергия системы тел равна сумме их кинетических энергий и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

Предположим, что тело совершает движение под действием силы тяжести и/или силы упругости пружины. Будем считать, что трения нет. Пусть в начальном положении кинетическая и потенциальная энергии тела равны и , в конечном положении - и . Работу внешних сил при перемещении тела из начального положения в конечное обозначим .

По теореме о кинетической энергии

.

Но работа консервативных сил равна разности потенциальных энергий:

.

Отсюда получаем:

,

или

.

Левая и правая части данного равенства представляют собой механическую энергию тела в начальном и конечном положении:

.

Следовательно, при движении тела в поле силы тяжести и/или на пружине механическая энергия тела остаётся неизменной при отсутствии трения. Справедливо и более общее утверждение.

Закон сохранения механической энергии. Если в замкнутой системе действуют только консервативные силы, то механическая энергия системы сохраняется.

При этих условиях могут происходить лишь превращения энергии: из кинетической в потенциальную и наоборот. Общий запас механической энергии системы остаётся постоянным.

Закон изменения механической энергии.

 

Если между телами замкнутой системы имеются силы сопротивления (сухое или вязкое трение), то механическая энергия системы будет уменьшаться. Так, автомобиль останавливается в результате торможения, колебания маятника постепенно затухают и т. д. Силы трения неконсервативны: работа силы трения очевидным образом зависит от пути, по которому перемещается тело между данными точками. В частности, работа силы трения по замкнутому пути не равна нулю.

Снова рассмотрим движение тела в поле силы тяжести и/или на пружине. Вдобавок на тело действует сила трения, которая за рассматриваемый промежуток времени совершает отрицательную работу . Работу консервативных сил (тяжести и упругости) по-прежнему обозначаем .

Изменение кинетической энергии тела равно работе всех внешних сил:

.

Но , следовательно

.

Отсюда

,

или

.

В левой части стоит величина - изменение механической энергии тела:

.

Итак,при движении тела в поле силы тяжести и/или на пружине изменение механической энергии тела равно работе силы трения. Так как работа силы трения отрицательна,изменение механической энергии также отрицательно: механическая энергия убывает.
Справедливо и более общее утверждение.

Закон изменения механической энергии.
Изменение механической энергии замкнутой системы равно работе сил трения, действующих внутри системы.

Ясно, что закон сохранения механической энергии является частным случаем данного утверждения.

Конечно, убыль механической энергии не противоречит общефизическому закону сохранения энергии. В данном случае механическая энергия превращается в энергию теплового движения частиц вещества и их потенциальную энергию взаимодействия друг с другом, т. е. переходит во внутреннюю энергию тел системы.

 

2.3. Работа и механическая энергия. Механика. Физика. Курс лекций

2.3.1. Работа постоянной и переменной силы. Мощность. Потенциальные (консервативные) и непотенциальные силы

2.3.2. Энергия

2.3.3. Кинетическая энергия

2.3.4. Потенциальная энергия

2.3.5. Закон сохранения механической энергии

2.3.6. Сравнение кинематических и динамических характеристик поступательного и вращательного движений

2.3.7. Применение законов сохранения в теории ударов тел

2.3.1. Работа постоянной и переменной силы. Мощность. Потенциальные (консервативные) и непотенциальные силы

В физике работа неразрывно связана с изменением состояния тела или системы. Это изменение может выражаться самым различным образом: а) тело приобретает другую скорость, б) тело поднимается на другой уровень, в) тело деформируется, г) тело заряжается, д) тела намагничивается и т.д. Состояние механической системы (или тела) характеризуется одновременным заданием координат и скоростей всех точек системы (или тела) и может изменяться в процессе движения.

Процесс изменения характера движения тела происходит при его силовом взаимодействии с другими телами. Для количественного описания процесса вводят понятия силы и работы, совершаемой силой.

1. Если на тело действует постоянная сила F (Рисунок 13), и это приводит к перемещению ∆ r тела, то элементарной работой ∆А постоянной силы называется скалярное произведение вектора силы F и вектора перемещения ∆r:

∆А = (F∙∆r) = ½ F½½∆ r½ cos a ,

где a - угол между направлениями векторов силы F и перемещения ∆r, ( F∙ ∆r) – скалярное произведение двух векторов (см. [8]).

Рисунок 13 - Перемещение тела под действием постоянной силы.

Работа ∆А - скаляр. Если угол a - острый, то ∆А положительная величина, и говорят, что сила совершает работу. Если угол a - тупой, то ∆А - отрицательная величина, и говорят, что работа совершается против действия силы. Если a = 900, т.е. направления силы и перемещения взаимно перпендикулярны, то такая сила работы не совершает ∆А = 0. Такая сила не может изменить величину скорости тела, но она меняет направление скорости.

2. Работа переменной силы. Если сила или равнодействующая сил изменяет свою величину или направление (движение по криволинейной траектории, причем угол α ≠ 900), то работа ∆А, совершаемая переменной силой F (или Fрез) на конечном участке траектории вычисляется следующим образом.

На рисунке 14 представлен график зависимости силы F от пути S. Разобьем весь путь на N участков. Перемещение и действующая сила на каждом участке соответственно равны F i и ∆ r i. Тогда работа А, совершаемая силой F, равна алгебраической сумме работ, совершаемых каждой из сил F i на своем малом участке (Рисунок 14):

А = ∆А1 + ∆А2 +....+ ∆А N = ( F1∙∆ r1) + (F 2∙∆ r2) + ...+( F N∙∆ rN) = ( Fi∙∆ ri),

где i = 1,2...... N - номер элементарного участка траектории.

Рисунок 14 - График зависимости силы от пути.

На участке ∆r i силу Fi можно считать постоянной, тогда элементарная работа ∆Аi на участке ∆r i равна ∆Аi= Fi∙∆ r i и равна площади заштрихованной фигуры на рисунке 14.

А=∆Аi - это работа силы F на участке r, равна она численно площади S фигуры, ограниченной кривой зависимости F(х) и осью Х.

3. Примеры вычисления работы.

а) Тело, поднятое над землей на высоту h, падает на землю (без трения) из точки В в точку С и возвращается обратно (Рисунок 15). Определить работу силы по замкнутому пути.

Сила, действующая на тело, постоянна и равна силе притяжения тела к Земле (сила тяжести). Работа этой силы на участке ВС равна .

Чтобы поднять тело без ускорения из точки С в точку В, надо приложить к телу силу, равную силе тяжести, но противоположно направленную, и работа на участке пути СВ равна (работа совершается против силы тяжести).

Полная работа на участке (ВС+СВ) равна нулю.

Рисунок 15. Падение тела с высоты h (a) и поднятие тела на высоту h (б)

б) Пружину длиной l1 растягиваем до длины l2. Какая работа при этом совершается?

Пусть х - длина, на которую растянута пружина, отсчет х от положения равновесия (Рисунок 16). При этом на пружину будет действовать упругая сила, старающаяся вернуть пружину в состояние равновесия, что соответствует минусу в формуле F = - kх (закон Гука). Если растянуть пружину еще на малую длину ∆х, надо совершить элементарную работу ∆А = - kх∙ ∆х.

Возникающая упругая сила будет переменной, т.к. она зависит от длины, на которую растягивают пружину. Для определения работы, которую надо затратить для растяжения пружины от длины l1 до l2, надо воспользоваться операцией интегрирования:

Работа силы упругости определяется только начальным и конечным положением пружины.

Рисунок 16. Сжатие пружины

4. Полная работа внешних сил при вращательном движении тела равна произведению момента этих сил относительно оси вращения на угол поворота тела за время действия сил. ∆ A= М∆.

И момент сил, и угловое перемещение (равное по модулю углу поворота) - векторы, направленные вдоль оси вращения. Если направление этих векторов совпадает, то ∆ A>0. Если направление этих векторов противоположное, то ∆ A<0.

5. Силы, работа которых определяется только начальной и конечной точками их приложений, и не зависят ни от вида траектории, ни от характера движения тела, называются консервативными или потенциальными силами.

Другое определение для этих сил таково. Силы, работа которых по замкнутой траектории равна нулю, называются потенциальными.

Соответственно, если работа силы по замкнутой траектории не равна нулю, то такая сила неконсервативная ( непотенциальная).

К непотенциальным силам относятся силы трения и силы, величина которых зависит от скорости движения точки (тела).

Сила тяжести и сила упругости являются потенциальнымисилами (см. приведенные выше примеры).

2.3.2. Энергия

1. Наиболее общим определением понятия энергии можно считать то, которое связано с понятием состояния системы (или тела). Энергия всегда является функцией состояния системы (тела). В любом состоянии система имеет определенное значение энергии и может сохранять это состояние, а значит и энергию этого состояния, сколь угодно долго. Для перехода системы (тела) в другое состояние должна быть совершена работа.

Физическая величина, характеризующая способность тела или системы тел совершить работу, называется энергией.

Состояние системы (тела) может меняться в процессе движений. Формы движений в природе различны. Для количественного сравнения разных форм движений и служит понятие энергии. Поэтому можно дать другое определение для энергии.

Энергией называется физическая величина, являющаяся общей мерой различных форм движения материи.

Различают виды энергии механическую, внутреннюю, электромагнитную, химическую, ядерную и т.д.

Механическая энергия может быть обусловлена или движением тела с некоторой скоростью (кинетическая энергия), или расположением данного тела в системе других тел определенной конфигурации (потенциальная энергия) Wмех. = Wкин. + Wпот..

2.3.3. Кинетическая энергия

1. Кинетической энергией тела называется энергия его механического движения.

Изменение кинетической энергии тела под действием силы равно работе этой силы.

Физическая величина называется кинетической энергией, а величина , равная разности кинетических энергий конечного состояния системы (индекс 2) и начального состояния (индекс 1), называется приращанием кинетической энергии.

Если на тело действуют несколько сил, и каждая из них совершает работу, и в результате этого меняется кинетическая энергия тела, то полная работа равна алгебраической сумме работ всех сил, действующих на тело. Энергия тела меняется за счет совершения работы.

Итак, связь работы и кинетической энергии задается соотношением:

Авсех сил = ∆ Wкин = ( Wкин)кон. - ( Wкин.) нач.,

т.е. работа всех сил равна изменению кинетической энергии тела (или системы).

Работа - мера изменения энергии (физический смысл работы).

2. Кинетическая энергия вращающегося тела.

Твердое тело вращается вокруг неподвижной оси. Полная кинетическая энергия вращающегося тела равна:

,

где I - момент инерции тела относительно оси вращения.

2.3.4. Потенциальная энергия

1. Потенциальная энергия - энергия, определяемая взаимным расположением тел или отдельных частей тела относительно друг друга.

Когда меняется конфигурация системы тел или частиц одного тела относительно друг друга, должна совершаться работа.

Пространство, в каждой точке которого на тело действует определенная сила, называется физическим или силовым полем.

Поэтому когда тело перемещается вблизи Земли, то говорят, что тело двигается в силовом поле тяготения Земли или в потенциальном поле Земли. Потенциальная энергия тяготения равна (Wпот)тяг. = mgh,

h - расстояние между телом и Землей.

В растянутой (или сжатой) пружине на каждую ее точку действует сила упругости, в этом случае можно говорить о потенциальном поле упругости. Потенциальная энергия упругости равна ( Wпот) упр. = ( kl2)/2, l - длина растянутой пружины, отсчет х от положения равновесия.

При делении сил, действующих на тело, на внешние и внутренние рассмотренные в примерах сила тяготения (в системе "тело - Земля") и сила упругости растянутой (сжатой) пружины можно отнести к внутренним силам. Поэтому верно утверждение, что каждой конфигурации произвольной системы частиц присуща своя собственная потенциальная энергия, и работа всех внутренних потенциальных сил, приводящая к изменению этой конфигурации, равна взятому со знаком минус приращению ( убыли) потенциальной энергии системы.

2.3.5. Закон сохранения механической энергии системы

Обобщая материал, рассмотренный в данной главе, можно основные выводы сформулировать так:

1) Приращение кинетической энергии системы равно произведенной работе всех сил, приложенных к системе.

Авсех сил = ∆ Wкин = ( Wкин)кон. - ( Wкин.) нач.

2) Все силы, действующие на систему можно разделить на внешние и внутренние. Внутренние силы можно разделить на потенциальные и непотенциальные (к последним относятся силы трения и сопротивления). Тогда Авсех сил = Авнеш. + .Апот. + Атр.

3) Работа потенциальных внутренних сил равна приращению потенциальной энергии системы, взятому со знаком минус.

Апот. = - ∆ Wпот = ( Wпот) нач. - ( Wпот.)кон..

4) Полная механическая энергия система равна сумме кинетической и потенциальной энергии системы.

Wмех. = Wкин. + Wпот..

Суммируя все эти положения и сделав соответствующие преобразования, получим

∆ Wмех. =( Wмех) кон. - (Wмех.) нач = Авнеш. + Атр.

Если внешние силы на систему не действуют, то система называется замкнутой или изолированной и Авнеш. = 0. С замкнутой системой мы работали при рассмотрении законов сохранения импульса (ЗСИ) и момента импульса (ЗСМИ).

Если внутри системы действуют только потенциальные силы, а сил трения и сопротивления нет, то Атр. = 0.

И тогда ∆ Wмех. = ( Wмех) кон. - (Wмех.) нач. = 0 и выполняется закон сохранения механической энергии ( ЗСЭмех):

Полная механическая энергия замкнутой системы, в которой не действуют силы трения, остается постоянной, независимо от взаимодействий внутри системы.

Wмех. = ( Wмех) кон. = (Wмех.) нач = const.

Если система замкнутая, но в ней действуют силы трения, то

∆ Wмех. = ( Wмех) кон. - ( Wмех.) нач. = Атр.

Так как работа силы трения всегда отрицательна, то ее действие приводит к уменьшению полной механической энергии системы:

( Wмех) кон. < ( Wмех.) нач..

2.3.6. Сравнение кинематических и динамических характеристик поступательного и вращательного движений

Воспользуемся аналогией записи кинематических и динамических характеристик, законов поступательного и вращательного движений(см. таблицу 3).

Таблица 3. Сравнение кинематических и динамических характеристик поступательного и вращательного движений.

2.3.7. Применение законов сохранения в теории ударов тел

Ударом называется явление конечного изменения скоростей твердых тел за весьма малый промежуток времени при их столкновении.

Поведение соударяющихся тел можно рассчитать с помощью законов сохранения. Потенциальная энергия взаимодействующих тел не учитывается.

Абсолютно неупругий удар - удар, в результате которого тела после столкновения двигаются с одинаковыми скоростями. Поведение тел при таких ударах может быть описано моделью, называемой абсолютно неупругое тело.

Рассмотрим центральный неупругий удар двух шаров массой m1 и m2. Скорости шаров лежат на одной линии, соединяющей их центры: v1 и v2 - скорости шаров до удара, v - общая скорость шаров после удара. ЗСИ в векторной форме имеет вид:

m1 v1 + m2 v2 = ( m1 + m2)∙ v

Если v1 и v2 имеют одинаковые направления, то ЗСИ примет вид:

m1∙ v1 + m2∙ v2 = ( m1 + m2)∙v.

Если шары двигаются навстречу друг другу, тогда

m1∙ v1 - m2∙ v2 = ( m1 + m2)∙v

Закон сохранения механической энергии при таком ударе не выполняется, но с учетом энергии, затраченной на деформацию тел, общий закон сохранения энергии имеет вид:

Абсолютно упругий удар - такое кратковременное взаимодействие тел, при котором в обоих взаимодействующих телах не остается никаких деформаций. Поэтому кинетическая энергия, которой тела обладали до взаимодействия, превращается в кинетическую энергию тех же тел после взаимодействия.

Поведение тел при таких ударах может быть описано моделью, называемой абсолютно упругое тело.

Рассмотрим центральный упругий удар двух шаров массой m1 и m2. Скорости шаров лежат на одной линии, соединяющей их центры: v1 и v2 - скорости шаров до удара, u1 и u2 - скорости шаров после удара.

(ЗСИ) m1 v1 + m2 v2 = m1 u1 + m2 u2

( ЗСЭмех)

В ЗСИ надо учитывать направления скоростей до удара. Значения и направления скоростей после удара получаются при решении приведенной выше системы двух уравнений.

Внутренняя энергия. Работа и теплота

       Наряду с механической энергией, любое тело (или система) обладает внутренней энергией. Внутренняя энергия – энергия покоя. Она складывается из теплового хаотического движения молекул, составляющих тело, потенциальной энергии их взаимного расположения, кинетической и потенциальной энергии электронов в атомах, нуклонов в ядрах и так далее.

       В термодинамике важно знать не абсолютное значение внутренней энергии, а её изменение.

       В термодинамических процессах изменяется только кинетическая энергия движущихся молекул (тепловой энергии недостаточно, чтобы изменить строение атома, а тем более ядра). Следовательно, фактически под внутренней энергией в термодинамике подразумевают энергию теплового хаотического движения молекул.

       Внутренняя энергия U одного моля идеального газа равна:

  или    
     

       Таким образом, внутренняя энергия зависит только от температуры. Внутренняя энергия U является функцией состояния системы, независимо от предыстории.

       Понятно, что в общем случае термодинамическая система может обладать как внутренней, так и механической энергией, и разные системы могут обмениваться этими видами энергии.

       Обмен механической энергией характеризуется совершенной работой А, а обмен внутренней энергией – количеством переданного тепла Q.

       Например, зимой вы бросили в снег горячий камень. За счёт запаса потенциальной энергии совершена механическая работа по смятию снега, а за счёт запаса внутренней энергии снег был растоплен. Если же камень был холодный, т.е. температура камня равна температуре среды, то будет совершена только работа, но не будет обмена внутренней энергией.

       Итак, работа и теплота не есть особые формы энергии. Нельзя говорить о запасе теплоты или работы. Это мера переданной другой системе механической или внутренней энергии. Вот о запасе этих энергий можно говорить. Кроме того, механическая энергия может переходить в тепловую энергию и обратно. Например, если стучать молотком по наковальне, то через некоторое время молоток и наковальня нагреются (это пример диссипации энергии).

       Можно привести ещё массу примеров превращения одной формы энергии в другую.

       Опыт показывает, что во всех случаях, превращение механической энергии в тепловую и обратно совершается всегда в строго эквивалентных количествах. В этом и состоит суть первого начала термодинамики, следующего из закона сохранения энергии.

       Количество теплоты, сообщаемой телу, идёт на увеличение внутренней энергии и на совершение телом работы:

  ,   (4. 1.1)
– это и есть первое начало термодинамики, или закон сохранения энергии в термодинамике.

       Правило знаков: если тепло передаётся от окружающей среды данной системе, и если система производит работу над окружающими телами, при этом . Учитывая правило знаков, первое начало термодинамики можно записать в виде:

  ,    
изменение внутренней энергии тела равно разности сообщаемой телу теплоты и произведённой телом работы.

       Выражение (4.1.1) для малого изменения состояния системы будет иметь вид:

    (4.1.2)
В этом выражении U – функция состояния системы; dU – её полный дифференциал, а δQ и δА таковыми не являются. В каждом состоянии система обладает определенным и только таким значением внутренней энергии, поэтому можно записать:
  ,    
Важно отметить, что теплота Q и работа А зависят от того, каким образом совершен переход из состояния 1 в состояние 2 (изохорически, адиабатически и т.д.), а внутренняя энергия U не зависит. При этом нельзя сказать, что система обладает определенным для данного состояния значением теплоты и работы.

       Из формулы (4.1.2) следует, что количество теплоты выражается в тех же единицах, что работа и энергия, т.е. в джоулях (Дж).

       Особое значение в термодинамике имеют круговые или циклические процессы, при которых система, пройдя ряд состояний, возвращается в исходное. На рисунке 4.1 изображен циклический процесс 1–а–2–б–1, при этом была совершена работа А.


Рис. 4.1

       Так как U – функция состояния, то
    (4.1.3)
       Это справедливо для любой функции состояния.

       Если то согласно первому началу термодинамики , т.е. нельзя построить периодически действующий двигатель, который совершал бы бóльшую работу, чем количество сообщенной ему извне энергии. Иными словами, вечный двигатель первого рода невозможен. Это одна из формулировок первого начала термодинамики.

       Следует отметить, что первое начало термодинамики не указывает, в каком направлении идут процессы изменения состояния, что является одним из его недостатков.


Единица измерения энергии, теория и онлайн калькуляторы

Определение

Энергия - это физическая величина служащая мерой разных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода разных форм материи. {-19}Дж.\]

Электрон - вольт - это энергия, которую при

ENERGY - Тематические тексты

Главная → ENERGY - Тематические тексты

Текст 1

Все происходит благодаря энергии. Без него на Земле не было бы жизни. Ученые классифицируют энергию по нескольким различным типам, включая химическую энергию, световую энергию и ядерную энергию. Большинство видов энергии могут переключаться из одной формы в другую. Когда образуются переключатели энергии, что-то происходит или работа выполняется. Например, в автомобиле бензин обеспечивает химическую энергию, которая при запуске двигателя превращается в механическую энергию, тепловую энергию, электрическую энергию и энергию звука.

Текст 2

Ученые делят энергию на семь основных типов. К ним относятся тепловая энергия, которая повышает температуру вещества, электрическую энергию, которая преобразуется в другие формы энергии, включая тепло и свет, и химическую энергию, содержащуюся в топливе. Вся энергия, которая прямо или косвенно исходит от Солнца, известна как лучистая энергия и составляет электромагнитный спектр.

Текст 3

Тепло - это форма энергии, которая передается от одного объекта или тела к другому, если между ними есть разница в температуре.Например, когда вам жарко, а воздух снаружи более прохладный, вы теряете тепло в воздух. Изменение уровня тепла тела приводит к изменению энергии его молекул. Это вызывает изменение температуры, которое, в свою очередь, может привести к изменению состояния.

Текст 4

Практически любую форму энергии можно преобразовать в электричество. Наиболее распространенные методы производства электроэнергии - это те, которые используются в батареях или генераторах. Питание от батарей производится путем преобразования химической энергии в электрическую.Большинство генераторов преобразуют тепловую энергию (от сжигания топлива) в электрическую. Некоторые генераторы используют такие природные ресурсы, как солнечный свет или ветер, для получения электроэнергии.

Текст 5

Различное поведение вещества в твердом, жидком и газообразном состояниях объясняется кинетической теорией. Состояние любой конкретной материи определяется количеством энергии, содержащейся внутри ее атомов (крошечных частиц, из которых состоит вся материя). Изменения состояния происходят при изменении энергетических уровней атомов.Атомы в газе обладают наибольшей энергией. Общее количество энергии, содержащейся в атомах вещества, называется кинетической энергией вещества. Температура вещества и давление, под которым оно находится, влияют на его кинетическую энергию; так же как и объем его контейнера.

ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЙ - Тематические тексты

Главная → ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЙ - Тематические тексты

Текст 1

Любые измерения - например, температуры, расстояния, времени или веса - основаны на единицах измерения.Единица - это фиксированная величина. В древности для измерения длины использовали части тела. (Греки использовали палец как основную единицу длины, 16 пальцев равнялись одной ноге). Изначально измерение веса основывалось на том, сколько человек может поднять. Эти неточные измерения превратились в систему общих единиц.

Текст 2

Связанные движения Земли, Луны и Солнца дают нам отметки времени. Полный день и ночь (24 часа) - это время, за которое Земля совершает один оборот вокруг своей оси. Время, необходимое для обращения Луны по орбите (кругу) вокруг Земли, составляет один месяц.Наши календарные месяцы варьируются от 28 до 31 дня, но лунный (лунный) месяц составляет ровно 29 ½ дней. Двенадцать календарных месяцев составляют один год или 365 дней, примерно столько же времени требуется Земле, чтобы вращаться вокруг Солнца. Каждый четвертый год является високосным, у него есть дополнительный день.

Текст 3

Примерно 5000 лет назад египтяне были первыми, кто измерил время. Они разделили свои дни на два периода по двенадцать равных часов, как мы это делаем сегодня. Первые часы включали солнечные часы и другие формы часов, которые измеряли изменения уровня воды или песка.Они были неточными, и только в 1600-х годах более надежные маятниковые часы были изобретены голландским ученым Кристианом Гюйгенсом (1629–1695).

Текст 4

Ваш вес - это сила, которую вы прилагаете к Земле. Это результат действия силы тяжести на ваше тело. Вес отличается от массы: ваша масса постоянна независимо от силы тяжести. Ученые измеряют массу в килограммах (кг). Это указывает на количество вещества в вашем теле. Ученые измеряют вес в ньютонах (Н), а 1 кг равен силе 9.81 Н. На Луне ваш вес будет намного меньше, чем на Земле, из-за меньшей гравитации.

Текст 5

Толчок или толчок, которые запускают движение объекта, - это сила. Силы не только заставляют вещи двигаться, они также могут ускорять или замедлять движущийся объект, заставлять его менять направление или даже искажать его форму. Как правило, чем сильнее сила, тем сильнее она влияет на объект.

Текст 6

Вы оказываете давление на что-то, когда прикладываете к этому силу.Величина давления зависит от двух вещей: размера силы и, что более важно, размера области, на которую она действует. Чем меньше площадь, тем больше давление. Этот принцип объясняет, почему тонкие туфли на шпильке проникают в деревянный пол и повреждают его. Это также объясняет, почему большие плоские лапы верблюда не позволяют ему погрузиться в песок в пустыне.

Текст 7

Все в мире движется. Некоторые формы движения мы можем ясно видеть, например, полет самолета.Но даже объекты, которые кажутся неподвижными, такие как камни и здания, содержат атомы (крошечные частицы), которые мгновенно движутся или вибрируют. Сама Земля движется вокруг Солнца, и вся Вселенная расширяется. Любое движение требует силы для начала, изменения скорости или направления или остановки.

энергия первой ионизации

ЭНЕРГИЯ ИОНИЗАЦИИ

 

На этой странице объясняется, что такое первая энергия ионизации, а затем рассматривается ее изменение в Периодической таблице - по периодам и группам вниз.Предполагается, что вы знаете о простых атомных орбиталях и можете писать электронные структуры для простых атомов. Вы найдете ссылку внизу страницы на аналогичное описание последовательных энергий ионизации (второй, третьей и так далее).


Важно! Если вас не устраивают атомные орбитали и электронные структуры, вам следует перейти по этим ссылкам, прежде чем идти дальше.


Определение энергии первой ионизации

Определение

Первая энергия ионизации - это энергия, необходимая для удаления одного моля наиболее слабо удерживаемых электронов из одного моля газообразных атомов, чтобы произвести 1 моль газообразных ионов, каждый с зарядом 1+.

Это легче увидеть в терминах символов.

Это энергия, необходимая для выполнения этого изменения на моль X.


Беспокоитесь о родинках? Не будь! А пока просто примите это как меру определенного количества вещества. На данный момент не о чем беспокоиться.


Обратите внимание на уравнение

Государственные символы - (g) - обязательны.Когда вы говорите об энергиях ионизации, все должно присутствовать в газовом состоянии.

Энергия ионизации измеряется в кДж-моль -1 (килоджоулей на моль). Они различаются по размеру от 381 (что вы считаете очень низким) до 2370 (что очень много).

Все элементы имеют первую энергию ионизации - даже атомы, которые не образуют положительных ионов в пробирках. Причина того, что гелий (1-й I.E. = 2370 кДж / моль -1 ) обычно не образует положительный ион, заключается в огромном количестве энергии, которое потребуется для удаления одного из его электронов.

 

Паттерны первых энергий ионизации в Периодической таблице

Первые 20 элементов

Первая энергия ионизации показывает периодичность . Это означает, что он периодически меняется при перемещении по Периодической таблице. Например, посмотрите на образец от Li до Ne, а затем сравните его с идентичным образцом от Na до Ar.

Все эти вариации энергии первой ионизации можно объяснить структурами задействованных атомов.

 

Факторы, влияющие на величину энергии ионизации

Энергия ионизации - это мера энергии, необходимой для того, чтобы отвести конкретный электрон от притяжения ядра. Высокое значение энергии ионизации указывает на сильное притяжение между электроном и ядром.

Размер этого аттракциона будет регулироваться:

Заряд на ядре.

Чем больше протонов в ядре, тем более положительно заряжено ядро ​​и тем сильнее к нему притягиваются электроны.

Расстояние электрона от ядра.

Притяжение очень быстро спадает с увеличением расстояния. Электрон, находящийся рядом с ядром, будет притягиваться гораздо сильнее, чем тот, который находится дальше.

Число электронов между внешними электронами и ядром.

Рассмотрим атом натрия с электронной структурой 2,8,1. (Нет причин, по которым вы не можете использовать это обозначение, если оно полезно!)

Если внешний электрон смотрит в сторону ядра, он не видит его четко.Между ним и ядром находятся два слоя электронов на первом и втором уровнях. Действие 11 протонов в ядре натрия ослабляется 10 внутренними электронами. Таким образом, внешний электрон ощущает чистое притяжение примерно 1+ от центра. Это уменьшение притяжения ядра внутренними электронами известно как экранирование , или экранирование .


Внимание! Электроны, конечно, не «смотрят» в сторону ядра - и они тоже ничего не «видят»! Но нет причин, по которым вы не можете представить это в этих терминах, если это помогает вам визуализировать происходящее.Только не используйте эти термины на экзамене! Вы можете найти экзаменатора, которого расстроит такая неаккуратная речь.


Независимо от того, находится ли электрон на орбитали самостоятельно или в паре с другим электроном.

Два электрона на одной орбите испытывают небольшое отталкивание друг от друга. Это компенсирует притяжение ядра, так что спаренные электроны удаляются гораздо легче, чем вы могли ожидать.

 

Объяснение паттерна в нескольких первых элементах

Водород имеет электронную структуру 1s 1 .Это очень маленький атом, и отдельный электрон находится близко к ядру и поэтому сильно притягивается. Электроны не экранируют его от ядра, поэтому энергия ионизации высока (1310 кДж / моль -1 ).

Гелий имеет структуру 1s 2 . Электрон удаляется с той же орбитали, что и в случае с водородом. Он находится близко к ядру и не экранирован. Значение энергии ионизации (2370 кДж / моль -1 ) намного выше, чем у водорода, потому что ядро ​​теперь имеет 2 протона, притягивающие электроны, вместо 1.

Литий is 1s 2 2s 1 . Его внешний электрон находится на втором энергетическом уровне, намного более удаленном от ядра. Вы можете возразить, что это будет компенсировано дополнительным протоном в ядре, но электрон не ощущает полного притяжения ядра - он экранирован электронами 1s 2 .

Вы можете думать об электроне как о ощущении чистого притяжения 1+ от центра (3 протона, смещенных двумя 1s 2 электронов).

Если вы сравните литий с водородом (а не с гелием), электрон водорода также почувствует притяжение 1+ от ядра, но с литием расстояние намного больше. Первая энергия ионизации лития падает до 519 кДж моль -1 , тогда как у водорода 1310 кДж моль -1 .

 

Паттерны в периоды 2 и 3

Обсуждение следующих 17 атомов по одному займет много времени. Мы можем сделать это намного точнее, объяснив основные тенденции в эти периоды, а затем объяснив исключения из этих тенденций.

Первое, что нужно понять, это то, что модели в двух периодах идентичны с той разницей, что все энергии ионизации в периоде 3 ниже, чем в периоде 2.

Объяснение общей тенденции в периоды 2 и 3

Общая тенденция заключается в том, что энергия ионизации увеличивается с течением времени.

В течение всего периода 2 внешние электроны находятся на двухуровневых орбиталях - 2s или 2p. Это все одинаковые расстояния от ядра, и они экранированы одними и теми же 1s 2 электронами.

Основное различие заключается в увеличении количества протонов в ядре по мере перехода от лития к неону. Это вызывает большее притяжение между ядром и электронами и, таким образом, увеличивает энергию ионизации. Фактически, возрастающий заряд ядра также притягивает внешние электроны ближе к ядру. Это увеличивает энергию ионизации еще больше по мере прохождения периода.


Примечание: Факторы, влияющие на атомный радиус, описаны на отдельной странице.


В период 3 тенденция точно такая же. На этот раз все удаляемые электроны находятся на третьем уровне и экранированы 1s 2 2s 2 2p 6 электронами. У всех них одинаковая среда, но есть возрастающий ядерный заряд.

Почему разница между группами 2 и 3 (Be-B и Mg-Al)?

Объяснение лежит в структуре бора и алюминия.Внешний электрон удаляется из этих атомов легче, чем можно предположить по общей тенденции их периода.

Be 1s 2 2s 2 1-й I.E. = 900 кДж моль -1
B 1s 2 2s 2 2p x 1 1-й I.E. = 799 кДж моль -1

Можно было ожидать, что количество бора будет больше, чем значение бериллия из-за дополнительного протона.Противодействует тот факт, что внешний электрон бора находится на 2p-орбитали, а не на 2s. 2p-орбитали имеют немного более высокую энергию, чем 2s-орбитали, и электрон, в среднем, находится дальше от ядра. Это имеет два эффекта.

  • Увеличение расстояния приводит к уменьшению притяжения и, следовательно, к уменьшению энергии ионизации.

  • 2p-орбиталь экранируется не только 1s 2 электронами, но, в некоторой степени, и 2s 2 электронами.Это также уменьшает тягу от ядра и, таким образом, снижает энергию ионизации.

Объяснение разницы между магнием и алюминием такое же, за исключением того, что все происходит на трех уровнях, а не на двух уровнях.

Mg 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 1st I.E. = 736 кДж моль -1
Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p x 1 1-я I.E. = 577 кДж моль -1

3p-электрон в алюминии находится немного дальше от ядра, чем 3s, и частично экранирован 3s 2 электронами, а также внутренними электронами. Оба эти фактора компенсируют влияние дополнительного протона.


Внимание! Возможно, вы встретите учебник, в котором описывается перепад между группой 2 и группой 3, где говорится, что полная орбиталь s 2 в некотором роде особенно стабильна, и это затрудняет удаление электрона.Другими словами, эта флуктуация вызвана аномально высоким значением энергии ионизации для группы 2. Это просто неправильно! Причина колебания заключается в том, что значение группы 3 ниже, чем вы могли ожидать, по причинам, которые мы рассмотрели.


Почему разница между группами 5 и 6 (N-O и P-S)?

Еще раз, вы можете ожидать, что энергия ионизации элемента группы 6 будет выше, чем у элемента группы 5, из-за дополнительного протона.Что компенсирует это на этот раз?

N 1s 2 2s 2 2p x 1 2p y 1 2p z 1 1st I.E. = 1400 кДж моль -1
O 1s 2 2s 2 2p x 2 2p y 1 2p z 1-й I.E. = 1310 кДж моль -1

Экранирование идентично (от 1s 2 и, в некоторой степени, от 2s 2 электронов), и электрон удаляется с идентичной орбитали.

Разница в том, что в случае кислорода удаляемый электрон является одним из пары 2p x 2 . Отталкивание между двумя электронами на одной орбитали означает, что электрон легче удалить, чем это могло бы быть в противном случае.

Падение энергии ионизации серы учитывается аналогичным образом.


Примечание: После кислорода или серы энергии ионизации следующих двух элементов увеличиваются из-за дополнительных протонов. Все остальное то же самое - тип орбитали, на которую выходит новый электрон, экранирование и тот факт, что он объединяется в пару с существующим электроном.

Студенты иногда задаются вопросом, почему энергия следующей ионизации не падает из-за отталкивания, вызванного спариванием электронов, точно так же, как, скажем, между азотом и кислородом.

Между азотом и кислородом образование пар - новый фактор, и отталкивание перевешивает эффект дополнительного протона. Но образование пар между кислородом и фтором - не новый фактор, и единственная разница в этом случае - дополнительный протон. Таким образом, по сравнению с кислородом энергия ионизации фтора больше. И точно так же энергия ионизации неона еще больше.



 

Тенденции изменения энергии ионизации в группе

По мере того, как вы спускаетесь по группе в Периодической таблице, энергии ионизации обычно падают.Вы уже видели свидетельство этого в том факте, что энергии ионизации в периоде 3 меньше, чем в периоде 2.

Рассмотрим группу 1 в качестве типичного примера:

Почему содержание натрия меньше, чем у лития?

В атоме натрия 11 протонов, а в атоме лития только 3, поэтому заряд ядра намного больше. Вы, возможно, ожидали гораздо большей энергии ионизации в натрии, но компенсация заряда ядра - большее расстояние от ядра и большее экранирование.

Li 1s 2 2s 1 1-й I.E. = 519 кДж моль -1
Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 1-й I.E. = 494 кДж моль -1

Внешний электрон лития находится на втором уровне и имеет только 1s 2 электронов для его экранирования. Электрон 2s 1 ощущает притяжение 3 протонов, экранированных 2 электронами - чистое притяжение от центра 1+.

Внешний электрон натрия находится на третьем уровне и защищен от 11 протонов в ядре 10 внутренними электронами. Электрон 3s 1 также ощущает чистое притяжение 1+ от центра атома. Другими словами, влияние дополнительных протонов компенсируется эффектом дополнительных экранирующих электронов. Единственный оставшийся фактор - это дополнительное расстояние между внешним электроном и ядром в случае натрия. Это снижает энергию ионизации.

Подобные объяснения справедливы, когда вы спускаетесь вниз по остальной части этой группы - или, действительно, к любой другой группе.

 

Динамика энергии ионизации в серии переходов

За исключением цинка в конце, все остальные энергии ионизации практически одинаковы.

Все эти элементы имеют электронную структуру [Ar] 3d n 4s 2 (или 4s 1 в случае хрома и меди). Теряемый электрон всегда приходит с орбитали 4s.


Примечание: Орбиталь 4s имеет более высокую энергию, чем 3d в переходных элементах.Это означает, что это 4s-электрон, который теряется из атома, когда он образует ион. Это также означает, что 3d-орбитали немного ближе к ядру, чем 4s, и поэтому предлагают некоторую защиту.

Как ни странно, это несовместимо с тем, что мы говорим, когда используем принцип Ауфбау для определения электронной структуры атомов.

Я подробно рассказывал об этом на странице о порядке заполнения 3d и 4s орбиталей.

Если вы учитель или очень уверенный в себе ученик, вы можете перейти по этой ссылке.

Если вы не так уверены в себе или приходите к этому впервые, я предлагаю вам проигнорировать это. Помните, что принцип Ауфбау (который использует предположение, что 3d-орбитали заполняются после 4s) - это просто полезный способ разработки структуры атомов, но что в реальных атомах переходных металлов 4s на самом деле является внешней орбиталью с более высокой энергией.



По мере того, как вы переходите от одного атома к следующему в ряду, количество протонов в ядре увеличивается, но также увеличивается количество 3d-электронов.Трехмерные электроны обладают некоторым экранирующим эффектом, а дополнительный протон и дополнительный трехмерный электрон более или менее компенсируют друг друга в том, что касается притяжения от центра атома.

Подъем цинка легко объяснить.

Cu [Ar] 3d 10 4s 1 1-й I.E. = 745 кДж моль -1
Zn [Ar] 3d 10 4s 2 1-я I.E. = 908 кДж моль -1

В каждом случае электрон идет с одной и той же орбитали, с идентичным экранированием, но у цинка есть один дополнительный протон в ядре, и поэтому притяжение больше. Между спаренными электронами на 4s-орбитали будет определенная степень отталкивания, но в данном случае этого явно недостаточно, чтобы перевесить эффект дополнительного протона.


Примечание: На самом деле это очень похоже на увеличение, скажем, натрия до магния в третьем периоде.В этом случае внешняя электронная структура переходит с 3s 1 на 3s 2 . Несмотря на спаривание электронов, энергия ионизации увеличивается из-за дополнительного протона в ядре. Отталкивания между 3s-электронами явно недостаточно, чтобы перевесить это.

Я не знаю, почему отталкивание между спаренными электронами имеет меньшее значение для электронов на s-орбиталях, чем на p-орбиталях (я даже не знаю, можете ли вы сделать такое обобщение!). Я подозреваю, что это связано с формой орбиты и, возможно, с большим проникновением s-электронов к ядру, но мне нигде не удалось найти упоминания об этом.Фактически, мне не удалось найти никого, кто хотя бы упомянул отталкивание в контексте парных s-электронов!

Если у вас есть какая-либо достоверная информация по этому поводу, не могли бы вы связаться со мной по адресу, указанному на странице об этом сайте.



 

Энергия ионизации и реакционная способность

Чем ниже энергия ионизации, тем легче происходит это изменение:

Вы можете объяснить увеличение реакционной способности металлов 1-й группы (Li, Na, K, Rb, Cs) по мере того, как вы спускаетесь по группе, с точки зрения падения энергии ионизации.С чем бы эти металлы ни вступали в реакцию, они должны в процессе образовывать положительные ионы, поэтому чем ниже энергия ионизации, тем легче эти ионы будут образовываться.

Опасность этого подхода заключается в том, что образование положительного иона - это только одна стадия многоступенчатого процесса.

Например, вы не начали бы с газообразных атомов; и вы не получите газообразные положительные ионы - вы получите ионы в твердом или растворе. Энергетические изменения в этих процессах также варьируются от элемента к элементу.В идеале нужно рассматривать всю картину целиком, а не только ее небольшую часть.

Однако энергии ионизации элементов будут основными факторами, способствующими энергии активации реакций. Помните, что энергия активации - это минимальная энергия, необходимая для того, чтобы реакция произошла. Чем ниже энергия активации, тем быстрее будет реакция - независимо от того, каковы общие изменения энергии на в реакции.

Падение энергии ионизации по мере того, как вы спускаетесь по группе, приведет к снижению энергии активации и, следовательно, к более быстрой реакции.


Примечание: Вы найдете страницу, обсуждая это более подробно в разделе неорганических веществ этого сайта, посвященном реакциям металлов Группы 2 с водой.


 

Куда бы вы сейчас хотели пойти?

Чтобы посмотреть на вторую (и последующую) энергию ионизации.. .

В меню атомарных свойств. . .

В меню атомарной структуры и связей. . .

В главное меню. . .

 

© Джим Кларк 2000 (последнее изменение - август 2016 г.)

Прочтите текст, сделайте упражнения.

Идея биосферы возникла более века назад, но поначалу нашла небольшое применение, пока не была развита русским ученым В.И. Вернадский. Это его концепция биосферы, которую мы принимаем сегодня.

Первая живая клетка появилась между 4 и 3,8 миллиардами лет назад. В настоящее время биосфера включает огромное количество растений, животных и других форм жизни на нашей планете, многие из которых еще предстоит открыть. Биосфера - это относительно тонкий слой , поддерживающий жизнь, вокруг Земли, содержащий живые организмы, на состав, структуру и энергию которых сильно влияют живые организмы.Часть биосферы, содержащая самую высокую концентрацию живого вещества на Земле, тонкая и хрупкая пленка жизни варьируется от нескольких метров в пустынях и тундре до сотен метров в районе тропических лесов и океанов.

Биосфера - это сложная система использования энергии и круговорота материалов. Эта система работает на энергии, исходящей от Солнца, и отдает энергию (в основном в виде тепла) в космос.

Мы можем разделить биосферу на две части, живую и неживую, или биотическую, и абиотическую. Биотическая часть биосферы, состоящая из фауны и флоры, известна как биота. Далее мы можем разделить абиотическую часть на три части: твердая Земля или литосфера, жидкая вода или гидросфера и атмосфера.

Экология - это отрасль науки, которая имеет дело с миром природы, включая его человеческий компонент на определенных уровнях биологической организации. Это изучение взаимодействия живых организмов друг с другом и с окружающей их средой.Особое внимание экологов вызывают высшие уровни организации жизни: от популяций до биосферы. Функциональной единицей в экологии является экосистема , поскольку она включает в себя все взаимодействия сообществ как с их живой (биотической), так и с неживой (абиотической) средой.

Экология - мультидисциплинарная наука. Факты об экологических системах взяты из биологии, геологии, химии, физики и других наук. Первоначально экология считалась экологической биологией.Современная экология имеет дело с экологическими проблемами, вызванными деятельностью человека.

Геоэкология - междисциплинарная наука, которую, вероятно, лучше всего перевести как науки об окружающей среде. Геоэкология - это не синоним физической географии. Он касается не только абиотических аспектов экологии. Геоэкологи, скорее, специализируются на междисциплинарности , изучая взаимодействия и взаимосвязи, которыми изобилует наша среда. Геоэкологи работают в промышленности, в муниципальных, региональных или федеральных органах власти, в университетах и ​​исследовательских институтах, в программах иностранной помощи, а также в качестве внештатных консультантов или инженеров.Широкое образование в сочетании с высококачественной специализированной подготовкой позволяет геоэкологам работать в таких областях, как экологическая аналитика, удаление отходов, реабилитация загрязненных территорий , , а также сельское и лесное хозяйство.



Люди всегда влияли на окружающую среду. Но рост населения вместе с индустриальной мировой экономикой за последние два столетия увеличил величину , сложность и скорость этих модификаций.Сегодня окружающая среда не просто видоизменяется в результате деятельности человека: она радикально трансформируется. Глобальные наблюдения Земли со спутника показали, что около 60% поверхности суши в той или иной степени повреждено в результате промышленной, сельскохозяйственной и другой деятельности человека, тогда как не более 40% суши остается нетронутой.

Человечество вступает в новую эру своего развития, характеризующуюся новыми отношениями с природой. Понимание того, как работает биосфера и как она реагирует на глобальные изменения окружающей среды, имеет фундаментальное значение.


Дата: 14.01.2016; вид: 1133


Молекулы в газах и жидкостях

Гипотезы, теории и законы

Когда мы обнаруживаем, что идея объясняет или коррелирует ряд фактов, мы называем эту идею гипотезой. Мы можем подвергнуть его дальнейшим испытаниям и экспериментальной проверке выводов. Если гипотеза по-прежнему согласуется с результатами эксперимента, мы называем это теорией или законом.

Теория, такая как теория атома, обычно включает некоторое представление о природе некоторой части Вселенной, закон представляет собой обобщающее утверждение о наблюдаемых экспериментальных фактах.Например, есть закон постоянства углов между гранями кристаллов. Закон гласит, что всякий раз, когда мы измеряем углы между соответствующими гранями различных кристаллов чистого вещества, они будут иметь одинаковое значение. Это не объясняет факт. Мы находим объяснение тому факту, что в атомной теории кристаллов, теории, что в кристаллах атомы расположены в правильном порядке.

Химики и другие ученые используют слово теория в двух разных смыслах. Первое значение этого слова - это значение, описанное выше, а именно подтвержденная гипотеза.Второе использование слова теория - представление систематической совокупности знаний, состоящей из фактов, законов, теорий, дедуктивных аргументов и так далее.

Таким образом, под атомной теорией мы имеем в виду не только идею о том, что вещества состоят из атомов, но также все факты о веществах, которые можно объяснить и интерпретировать в терминах атомов, и аргументы, объясняющие свойства веществ в терминах их атомных свойств. структура.

Ответьте на следующие вопросы:

1. Что такое теория?

2. Какие теории используют химики в своей работе?

3. Что мы подразумеваем под атомной теорией?

Величайший химик мира

Периодическая система химических элементов Менделеева долгое время служила величайшим историческим вкладом в изучение природы. Как и любое гениальное произведение, оно имеет две характерные черты: оно дополняет существующие знания и плодотворно развивается в разных направлениях в будущем.

Позволяет заранее предсказать существование и свойства еще неоткрытых элементов. Многие выдающиеся исследователи в значительной степени обязаны ему идеями своих экспериментов, расчетов, гипотез и теорий. Возьмем, к примеру, немца Отто Гана, открывшего деление ядра урана. Или американец Гленн Сиборг, возглавлявший группу исследователей, получивших в лабораторных условиях ряд элементов, в том числе менделевий, названный в честь Менделеева.Этот элемент носит имя великого русского ученого не только потому, что Менделеев заложил основы современной науки об атоме, но и потому, что он обратил особое внимание своих коллег на уран (92), который в то время закрыл его периодическую таблицу. За некогда последним ураном следовала длинная череда трансуранов.

Периодическая система не рухнула со временем; напротив, его структура расширилась. В настоящее время это основа современного учения о веществах, строении материи, атомах и ядерной энергии.

Ответьте на следующие вопросы:

1. Почему периодическая система Менделеева так ценится?

2. Почему элемент 101 носит имя Менделеева?

3. Меняется ли периодическая таблица Менделеева со временем? Как это изменилось?

Атомная теория

В 1805 году английский химик и физик Джон Дальтон выдвинул гипотезу, согласно которой все вещества, как утверждалось, состоят из небольших частиц вещества нескольких различных видов, соответствующих различным элементам.Он назвал эти частицы атомами, от греческого слова атомов , что означает неделимый. Гипотеза дала простое объяснение или картину ранее наблюдаемых, но неудовлетворительно объясненных отношений между массами веществ, участвующих в химических реакциях друг с другом. Как было подтверждено дальнейшими исследованиями в области химии и физики, атомная гипотеза Дальтона стала атомной теорией.

Быстрый прогресс науки в двадцатом веке хорошо иллюстрируется увеличением наших знаний об атомах.В популярном учебнике химии, написанном в первые годы двадцатого века, атомы были определены как воображаемые единицы, совокупностями которых являются тела. Статья в Atom в 11-м издании Британской энциклопедии , опубликованной в 1910 году, заканчивается словами «Теория атома имела бесценную ценность для химиков, но в истории науки не раз случалось, что гипотеза, после того, как он был полезен в открытии и координации знаний, был оставлен и заменен другим, гармонирующим с более поздними открытиями.

Ответьте на следующие вопросы:

1. В чем заключалась основная идея этой гипотезы?

2. Каким образом гипотеза была проверена?

3. Что иногда случается с гипотезой в ходе истории?

Молекулы в газах и жидкостях

Согласно принципу Авогадроса, равные объемы газов независимо от состава содержат одинаковое количество молекул при одинаковой температуре и давлении.Как следствие этого принципа, грамм-молекулярная масса любого газообразного вещества составляет 22,4 литра при стандартной температуре (0 C) и давлении (760 мм рт. Ст.). Число молекул на грамм-моль было рассчитано различными методами с возрастающей степенью уточнения на протяжении многих лет, и в настоящее время считается равным 6,023 × 10 23 атомов на грамм-атом или молекул на грамм-моль), и точность составляет 0,1%. Например, один моль газообразного аммиака (NH 3 весит 17.073 грамма, занимает объем 22,4 литра при стандартной температуре и давлении и содержит 6,023 × 10 23 молекул).

При одинаковой температуре молекулы жидкости движутся с той же скоростью, что и молекулы газа. Однако в жидкости степень движения должна быть ограничена. Жидкости текут потоком и имеют тенденцию в большей или меньшей степени образовывать капли, что свидетельствует о важности силы сцепления между молекулами в жидкости.Нагревание жидкостей, как правило, приводит к их расширению - эффекту, который объясняется тенденцией молекул занимать больше места, когда они движутся с большей скоростью. Кроме того, увеличение давления оказывает незначительное влияние на сжимаемый объем.

Ответьте на следующие вопросы:

1. Что утверждает принцип Авогадроса?

2. Каким образом можно определить количество молекул на моль?

3. Какие силы действуют между молекулами газа и жидкости?

Природа жидкости

Когда кристаллы йода нагреваются до 114 ° C, они плавятся с образованием жидкого йода. Температура, при которой кристаллы и жидкость находятся в равновесии, то есть, при которой кристаллы не имеют тенденции к плавлению или жидкость не имеет тенденции к замерзанию, называется точкой плавления кристаллов и точкой замерзания жидкости. Для йода эта температура составляет 114 ° C.

Жидкий йод отличается от твердого йода (кристаллов) главным образом своей текучестью. Подобно твердому телу и в отличие от газа, он имеет определенный объем (1 г занимает около 0,2 см 3 ), но не имеет определенной формы: вместо этого он соответствует форме нижней части своего контейнера.

С молекулярной точки зрения процесс плавления можно описать следующим образом. По мере того, как кристалл нагревается, его молекулы встряхиваются и движутся все более и более энергично, но при более низкой температуре это тепловое возбуждение не уносит ни одну молекулу на значительное расстояние от положения, зафиксированного для нее расположением ее соседей. в кристалле.В точке плавления перемешивание, наконец, становится настолько сильным, что заставляет молекулы скользить друг мимо друга и несколько менять свое положение относительно друг друга. Они продолжают оставаться близко друг к другу, но не продолжают сохранять обычное фиксированное расположение.

Ответьте на следующие вопросы:

1. Какая температура называется точкой плавления?

2. В чем разница между жидким и кристаллическим йодом?

3. Как можно объяснить переход твердого вещества в жидкость?



: 2016-12-05; : 1721 | |


:


:


:



© 2015-2020 lektsii.org - -

Факторы внутренней и внешней среды, влияющие на принятие решений в организации

Под организационной средой понимаются факторы внутренней и внешней среды, влияющие на деятельность организации и принятие решений.

Каждая организация, будь то коммерческая или некоммерческая, имеет свою среду. Организационная среда всегда динамична и постоянно меняется.

Изменения сегодня происходят так часто, и каждое изменение порождает столько проблем, что менеджеры и руководители организации должны проявлять бдительность в отношении изменений окружающей среды. Среда организации состоит из ее окружения - всего, что благоприятно или неблагоприятно влияет на ее деятельность.

Окружающая среда охватывает такие абстрактные вещи, как имидж организации, и такие отдаленные видимые проблемы, как экономические условия в стране и политическая ситуация.

Краткие и видимые экологические факторы требуют тщательного анализа. Систематический и адекватный анализ дает информацию, необходимую для вынесения суждения о том, какую стратегию следует проводить.

Менеджеры не могут разработать подходящую и разумную стратегию, просто основываясь на своих догадках и инстинктах. Они должны использовать релевантную информацию, которая напрямую вытекает из анализа среды их организации.

Типы организационной среды

Под словом «среда» мы понимаем среду или условия, в которых осуществляется конкретная деятельность.

И мы знаем, что организация - это социальная единица, имеющая иерархическую структуру, в которой все необходимые элементы собраны вместе и действуют внутри нее для достижения коллективной цели.

Организации или более конкретные бизнес-организации и их деятельность всегда находятся под воздействием среды. В организации каждое действие органа управления находится под влиянием окружающей среды.

Организации имеют внешнюю и внутреннюю среду;

  1. Внутренняя среда / микросреда.
  2. Внешняя среда / макросреда.
    1. Общая среда.
    2. Промышленная среда.

На операции организации влияют оба типа сред.

Следовательно, менеджерам необходимо провести углубленный анализ элементов среды, чтобы они могли развить в себе понимание внутренних и внешних ситуаций в организации.

Основываясь на своем понимании, они смогут лучше установить требуемые цели для своей организации и сформулировать соответствующие стратегии для достижения этих целей.

В этом посте мы рассмотрим элементы среды организации.

Внутренняя среда организации

Силы, условия или окружение в пределах организации являются элементами внутренней среды организации.

Внутренняя среда обычно состоит из тех элементов, которые существуют внутри или внутри организации, таких как физические ресурсы, финансовые ресурсы, человеческие ресурсы, информационные ресурсы, технологические ресурсы, репутация организации, корпоративная культура и тому подобное.

Внутренняя среда включает в себя все, что находится в пределах организации.

Некоторые из них являются материальными, например, физическое оборудование, технология мощности завода, патентованная технология или ноу-хау; некоторые из них нематериальны, например, возможности обработки информации и коммуникации, структура вознаграждений и задач, ожидаемые результаты, возможности управления структурой власти и динамика культуры организации.

Основываясь на этих ресурсах, организация может создавать ценность для потребителя.Эта ценность имеет фундаментальное значение для определения цели организации и предпосылки, на которой она стремится быть прибыльной.

Добавляем ли мы ценность за счет исследований и разработок, или за счет обслуживания клиентов, или за счет быстрой доставки, или за счет сокращения любых посредников, которые сокращают расходы клиентов?

Организации наращивают свои возможности в течение длительного времени. Они постоянно инвестируют в некоторые области, чтобы создать сильные конкурентоспособные предприятия на основе созданной ими уникальности.

Реакция менеджера на внешнюю среду будет зависеть от доступности и конфигурации развертывания ресурсов в организации.

Распределение ресурсов - ключевая ответственность руководства.

Высшее руководство несет ответственность за распределение ресурсов между текущими операциями / мероприятиями, а также с будущими операциями, которые имеют стратегический характер, то есть они могут принести прибыль в какое-то время в будущем, для чего требуются ресурсы, которые необходимо поддерживать сейчас, и связанные с ними риски. Высшее руководство должно уравновесить противоречивые требования обоих, поскольку ресурсы всегда ограничены.

Например, General Electric - агрессивный новатор и маркетолог, безжалостный в своем подходе к активным и реактивным изменениям для сохранения своих конкурентных позиций в соответствующих отраслях.Это означает, что на протяжении многих лет General Electric инвестировала в развитие тех возможностей, систем и процессов, которые позволяют ей реагировать.

Элементы внутренней среды есть;

  1. Собственники и акционеры.
  2. Совет директоров.
  3. Сотрудников.
  4. Организационная культура.
  5. Ресурсы Организации.
  6. Имидж / репутация организации.

Внутренняя среда состоит в основном из владельцев организации, совета директоров, сотрудников и культуры.

  1. Владельцы и акционеры

    Владельцы - это люди, которые инвестировали в компанию и имеют права собственности и требования к организации. Владельцами могут быть отдельные лица или группы лиц, которые основали компанию; или кто купил долю компании на рынке акций.

    Они имеют право изменить политику компании в любое время.

    Владельцами организации могут быть физические лица в случае индивидуального предпринимательства, партнеры в партнерской фирме, акционеры или акционеры компании с ограниченной ответственностью или члены кооперативного общества.В государственных предприятиях собственником является правительство страны.

    Кем бы ни были владельцы, они являются неотъемлемой частью внутренней среды организации. Владельцы играют важную роль во влиянии на дела бизнеса. Это причина, почему менеджеры должны больше заботиться о владельцах своих организаций.

  2. Совет директоров

    Совет директоров - это руководящий орган компании, который избирается акционерами, и на него возложена ответственность за руководство высшими менеджерами фирмы, такими как генеральный менеджер.

  3. Сотрудники

    Сотрудники или рабочая сила, наиболее важный элемент внутренней среды организации, который выполняет задачи администрации. Отдельные сотрудники, а также профсоюзы, в которые они вступают, являются важной частью внутренней среды.

    При правильном управлении они могут положительно изменить политику организации. Но плохое управление персоналом может привести к катастрофической ситуации для компании.

  4. Организационная культура

    Организационная культура - это коллективное поведение членов организации, а также ценности, взгляды, убеждения, привычки, которые они привязывают к своим действиям.

    Культура организации играет важную роль в формировании ее успеха, потому что культура является важным фактором, определяющим, насколько хорошо их организация будет работать.

    Являясь основой внутренней среды организации, она играет важную роль в формировании управленческого поведения.

    Культура организации рассматривается как основа ее внутренней среды. Организационная культура (или корпоративная культура) существенно влияет на поведение сотрудников.

    Культура важна для каждого сотрудника, включая менеджеров, работающих в организации.

    Сильная культура помогает фирме достичь поставленных целей лучше, чем фирма со слабой культурой. Культура в организации развивается и «расцветает» на протяжении многих лет, начиная с практики основателя (ей).

    Поскольку культура - важная внутренняя экологическая проблема для организации, менеджеры должны понимать ее влияние на деятельность организации.

  5. Ресурсы организации

    Ресурсы организации можно рассматривать под пятью основными разделами: физические ресурсы, человеческие ресурсы; финансовые ресурсы, информационные ресурсы и технологические ресурсы. К физическим ресурсам относятся земля и здания, склады, все виды материалов, оборудования и техники.

    Примеры: офисные здания, компьютеры, мебель, вентиляторы и кондиционеры.

    Человеческие ресурсы включают всех сотрудников организации от верхнего уровня до низшего уровня организации. Примерами являются учителя в университете, руководители маркетинга в производственной компании и рабочие на заводе.

    Финансовые ресурсы включают капитал, используемый для финансирования деятельности организации, включая оборотный капитал. Примерами являются инвестиции владельцев, прибыль, резервные фонды и доходы, полученные от продажи.Информационные ресурсы включают в себя «полезные данные, необходимые для принятия эффективных решений.

    Примеры: прогнозы продаж, прайс-листы от поставщиков, рыночные данные, профили сотрудников и производственные отчеты.

  6. Имидж / деловая репутация организации

    Репутация организации - очень ценный нематериальный актив. Высокая репутация или деловая репутация формируют благоприятный имидж организации в сознании общественности (так сказать, в сознании клиентов).

    «Без репутации» не может создать положительного имиджа. Негативный имидж разрушает усилия организации по привлечению клиентов в конкурентном мире.

Внутренняя среда организации состоит из условий и сил, которые существуют внутри организации.

Внутренняя среда (иногда называемая микросредой) отображает «внутренние» ситуации в организации.

Организация полностью контролирует эти ситуации. В отличие от внешней среды, фирмы могут напрямую контролировать внутреннюю среду.

Внутренняя среда включает различные внутренние факторы организации, такие как ресурсы, владельцы / акционеры, совет директоров, сотрудники и профсоюз, репутация и корпоративная культура. Эти факторы подробно описаны ниже.

Внешняя среда организации - факторы, выходящие за рамки сферы действия организации

Факторы вне организации являются элементами внешней среды. Организация не контролирует, как будут формироваться элементы внешней среды.

Внешняя среда включает в себя все общие факторы окружающей среды и специфические отраслевые факторы организации. Общие факторы окружающей среды включают факторы, которые являются общими по своей природе и влияют на все организации.

Из-за своей общей природы отдельная организация может быть не в состоянии существенно контролировать свое влияние на ее бизнес-операции.

Менеджеры должны постоянно считывать сигналы из внешней среды, чтобы замечать возникающие возможности и угрозы.Внешняя среда предоставляет возможности для роста и доминирования на рынке, а также создает угрозу устаревания продуктов, технологий и рынков.

В то время как одно подразделение организации сталкивается с возможностями, другое сталкивается с угрозами из аналогичной среды, возможно, из-за различий в их соответствующих ресурсах, возможностях и прочных позициях в отрасли.

Например, растущий рынок мобильных телефонов в Индии предоставляет огромные возможности для различных типов организаций от производителей мобильных телефонов, разработчиков контента, разработчиков приложений, производителей мобильных сигнальных вышек до поставщиков услуг.

В то же время он представляет угрозу для бизнеса фиксированной телефонной связи, который долгое время был монополией предприятий государственного сектора.

Растущий спрос на телекоммуникационные услуги в Индии после дерегулирования предоставил огромную возможность для первых участников войти в бизнес телекоммуникационных услуг и конкурировать за доходы с государственными организациями.

В то же время растущий спрос на услуги мобильной связи привел к расширению производственных мощностей, ценовым войнам, снижению тарифов на звонки, приобретениям и снижению прибылей отрасли.

В Индии один из самых низких тарифов на звонки в мире. По мере того, как отрасль созревала и происходила консолидация, старым игрокам пришлось изменить свои бизнес-модели и стратегии.

Внешнюю среду можно разделить на 2 уровня;

  1. Общая среда.
  2. Задача / Отраслевая среда.

Общая среда организации - общие факторы, с которыми сталкиваются все компании в экономике

Общая среда обычно включает политические, экономические, социокультурные, технологические, правовые, экологические (природные) и демографические факторы в конкретной стране или регионе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *