عرض مصدر شغل في نظام مفتوح

'''الشغل في نظام مفتوح ''' أو '''الشغل الميكانيكي ''' في [[فيزياء|الفيزياء]] و[[هندسة الميكانيك|الهندسة الميكانيكية]] (بالإنجليزية: Technical work) هي تسمية من [[ديناميكا حرارية|الترموديناميكا]] وتختص بحالة توليد حركة محورية بواسطة [[نظام (تحريك حراري)|نظام ترموديناميكي مفتوح]].

تستعمل تسمية الشغل الميكانيكي على القسم العكوس من الشغل، في حين أن الشغل، والحاوي على طاقة [[تبدد|مبددة]] ( <math>w_\mathrm{R} = w_\mathrm{diss}</math>)، يسمّى «الشغل الداخلي».<ref name="Sperlich">Volker Sperlich: „Übungsaufgaben zur Thermodynamik mit Mathcad“ (2002) Fachbuchverlag Leipzig</ref>

== العلاقة بين شغل تغير الحجم والشغل الميكانيكي ==

[[ملف:Techn Arbeit Volumenarbeit 1.jpg|thumb|left| 300px|العلاقة بين شغل تغير الحجم والشغل الميكانيكي <ref name="Sperlich" />]]

بينما يجري توليد الشغل بتغير الحجم مرة واحدة في نظام مغلق، ينتج الشغل الميكانيكي بطريقة مستمرة دورية. 
ويكون الشغل الميكانيكي في النظام المفتوح من جزئين : الشغل الناتج عن تغير الحجم P.dV، وشغل انتشاري Wdissعند مدخل ومخرج النظام .

يـُعطى [[شغل (ديناميكا حرارية)|الشغل الميكانيكي]] بالمعادلة :

:<math>\qquad \mathrm  \delta W_\mathrm{t} = V dp + \delta W_\mathrm{diss}+ \delta E_\mathrm{a}</math>

وبالتالي :

:<math>W_\mathrm{t} = \int_{1}^{2} V dp + W_\mathrm{diss}+ \Delta E_\mathrm{a}</math>

حيث <math>\Delta E_\mathrm{a}</math> هو التغير في الطاقة الخارجية (تغير الارتفاع عن سطح الأرض ([[طاقة وضع|طاقة الوضع]]) ، و تغير سرعة النظام بأكمله ([[طاقة حركية|طاقة حركة]])) .

وبتفاضل المعادلة بالنسبة للزمن ، نحصل على [[قدرة (توضيح)|القدرة]]:

:<math>P = \int_{1}^{2} \dot V dp + \dot W_\mathrm{diss}+ \Delta \dot E_\mathrm{a}</math>

== توضيح بمثال المكبس و الأسطوانة ==

[[ملف:Techn Arbeit Volumenarbeit 2.jpg|thumb| left |300px|نظام يوضح الشغل الميكانيكي<ref name="Grundlagen">[https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-17146.xml Grundlagen der Technischen Thermodynamik] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170619223221/http://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-17146.xml |date=19 يونيو 2017}}</ref>]]

تقسيم الشغل بجزء ناتج عن تغير الحجم وجزء ناتج من عملية انزياحية يوضح لنا عمل المكبس في أسطوانة. يدفع الشغل الإزاحي <math>p_1 * V_1</math> الناتج من ضغط الخزان 1 بالضغط <math>p_1</math>
علي المكبس ، وينزاح المكبس إلى اليمين وبالتالي يتحرك ذراع المكبس إلى اليمين . ثم يقوم المكبس بالحركة إلى اليسار ويضغط الغاز بأداء شغل تغير الحجم <math>p_2 * V_2</math> (النقطة 2 في الرسم البياني ) و يضغط الغاز في الأسطوانة 2 بضغط أعلى مقداره <math>p_2</math>
.<ref name="Sperlich" />

يتصل المكبس [[مرفق (آلية)|بمرفق]] (ممثل في الرسم بذراع فقط) يحركه. يتحرك المكبس طبقًا للرسم من اليمين إلى اليسار إلى النقطة الميتة ويصبح حجم الغاز داخل الأسطوانة صفرًا (في الحالة المثالية). وعندما يعود المكبس إلى اليمين بالضغط <math>p_1 </math> 
يصبح حجم الغاز في الأسطوانة <math>V_1</math>.

ويمكن تصور الصمامين بأنهما مجرد جلدتين تقفلان وتفتحان بحسب الضغط الواقع على كل منهما. فعند حركة المكبس إلى اليسار يغلق الصمام السفلي ، وينفتح الصمام العلوي فقط عندما يصل الضغط <math>p_2</math> (النقطة 2 في الرسم البياني ) . ثم يؤدي المكبس الشغل <math>p_2 * V_2</math> بواسطة الضغط <math>p_2</math> ويصل المكبس إلى النقطة الميتة اليسرى . فيكون مجموع الشغل الميكانيكي هو الشغل الذي يقوم به مرفق المكبس. ومع الدورة التالية لمرفق المكبس تتكرر الدورة من جديد.

== المرجع ==

{{مراجع}}

== انظر أيضًا ==

*[[محرك بنزين]]
*[[دورة أوتو]]
* [[آلة كظومة]]
* [[شغل (ديناميكا حرارية)|عمل (ترموديناميك)]]
* [[ديناميكا حرارية]]
* [[دالة حالة|دالة الحالة]]
* [[ستة درجات حرية]]
* [[طاقة حرارية]]
{{شريط بوابات|الكيمياء|كيمياء فيزيائية|فيزياء}}

[[تصنيف:خواص دينامية حرارية]]
[[تصنيف:قوانين الغازات]]
[[تصنيف:قوانين فيزيائية]]