Μηχανή ονομάζουμε κάθε επινόηση του ανθρώπου που αυξάνει τις δυνατότητες του και διευκολύνει την εργασία του.
Πιο ειδικά, μηχανή ονομάζουμε κάθε συσκευή που χρησιμοποιείται για την παραγωγή έργου.
Για να παράγουν έργο οι μηχανές χρησιμοποιούν-καταναλώνουν κάποια μορφή πρωτογενούς ενέργειας την οποία μετατρέπουν σε μια μορφή ενέργειας χρήσιμη για τον άνθρωπο.
Οι διάφορες μηχανές του ανθρώπου για να το πετύχουν αυτό εκμεταλλεύονται την ιδιότητα της ενέργειας να αλλάζει μορφές και την χρησιμοποιούν ανάλογα με τις ανάγκες του κάθε φορά πχ :- Σε ένα ανεμιστήρα καταναλώνεται ηλεκτρική ενέργεια ,και μετατρέπεται κυρίως σε κινητική και ως απώλεια σε θερμική
- Σε έναν ανεμόμυλο χρησιμοποιείται αιολική ενέργεια και μετατρέπεται σε κινητική κυρίως και ως απώλεια σε θερμική
- Σε μια ανεμογεννήτρια χρησιμοποιείται αιολική ενέργεια ,και μετατρέπεται αρχικά σε κινητική και τελικά σε ηλεκτρική ,ενώ ένα μικρό ποσό σε θερμική ως απώλεια.
- κτλ.
- Σε ένα ανεμιστήρα καταναλώνεται ηλεκτρική ενέργεια ,και μετατρέπεται κυρίως σε κινητική και ως απώλεια σε θερμική
- Σε έναν ανεμόμυλο χρησιμοποιείται αιολική ενέργεια και μετατρέπεται σε κινητική κυρίως και ως απώλεια σε θερμική
- Σε μια ανεμογεννήτρια χρησιμοποιείται αιολική ενέργεια ,και μετατρέπεται αρχικά σε κινητική και τελικά σε ηλεκτρική ,ενώ ένα μικρό ποσό σε θερμική ως απώλεια.
- κτλ.
ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΜΙΑΣ ΜΗΧΑΝΗΣ
Η ενέργεια που προσφέρεται για τη λειτουργία μιας μηχανής* είναι πάντοτε μεγαλύτερη από την ωφέλιμη ενέργεια (ή το έργο) που θα αποδώσει η μηχανή*. Η διαφορά αυτή οφείλεται στις απώλειες της μηχανής.
Το πηλίκο αυτών των δύο μας δίνει το βαθμό απόδοσης της κάθε μηχανής και ο οποίος είναι μικρότερος από τη μονάδα ή το 100%
Για παράδειγμα, σε έναν κινητήρα αυτοκινήτου οι 100 μονάδες προσφερόμενης χημικής ενέργειας του καυσίμου δεν μετατρέπονται σε 100 μονάδες κινητικής ενέργειας του οχήματος, παρά μόνο σε 30 μονάδες. Άρα ο βαθμός απόδοσης του κινητήρα είναι 0,3 ή 30%
Η εξίσωση ενέργειας ορίζει όμως, ότι η ενέργεια δε χάνεται.
Πράγματι οι υπόλοιπες 70 μονάδες ενέργειας δεν χάθηκαν αλλά αποδόθηκαν στο περιβάλλον υπό μορφή θερμότητας (λόγω τριβών, ψύξης του κινητήρα κ.λπ.) και αποτελούν το σύνολο των ενεργειακών απωλειών του συστήματος (κινητήρα).
*ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ:Υπάρχει κάποιες εξαιρέσεις όπου ο βαθμός απόδοσης είναι μεγαλύτερος από τη μονάδα ,ένα παράδειγμα είναι η αντλία θερμότητας-κλιματιστικό όπου η ωφέλιμη ενέργεια που αποδίδει , μπορεί να είναι και 4 φορές μεγαλύτερη από την προσφερόμενη .Γι' αυτό το λόγο χρησιμοποιείται σήμερα για ψύξη και θέρμανση κτιρίων
ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΜΙΑΣ ΜΗΧΑΝΗΣ
Η ενέργεια που προσφέρεται για τη λειτουργία μιας μηχανής* είναι πάντοτε μεγαλύτερη από την ωφέλιμη ενέργεια (ή το έργο) που θα αποδώσει η μηχανή*. Η διαφορά αυτή οφείλεται στις απώλειες της μηχανής.
Το πηλίκο αυτών των δύο μας δίνει το βαθμό απόδοσης της κάθε μηχανής και ο οποίος είναι μικρότερος από τη μονάδα ή το 100%
Για παράδειγμα, σε έναν κινητήρα αυτοκινήτου οι 100 μονάδες προσφερόμενης χημικής ενέργειας του καυσίμου δεν μετατρέπονται σε 100 μονάδες κινητικής ενέργειας του οχήματος, παρά μόνο σε 30 μονάδες. Άρα ο βαθμός απόδοσης του κινητήρα είναι 0,3 ή 30%
Η εξίσωση ενέργειας ορίζει όμως, ότι η ενέργεια δε χάνεται.
Πράγματι οι υπόλοιπες 70 μονάδες ενέργειας δεν χάθηκαν αλλά αποδόθηκαν στο περιβάλλον υπό μορφή θερμότητας (λόγω τριβών, ψύξης του κινητήρα κ.λπ.) και αποτελούν το σύνολο των ενεργειακών απωλειών του συστήματος (κινητήρα).
*ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ:Υπάρχει κάποιες εξαιρέσεις όπου ο βαθμός απόδοσης είναι μεγαλύτερος από τη μονάδα ,ένα παράδειγμα είναι η αντλία θερμότητας-κλιματιστικό όπου η ωφέλιμη ενέργεια που αποδίδει , μπορεί να είναι και 4 φορές μεγαλύτερη από την προσφερόμενη .Γι' αυτό το λόγο χρησιμοποιείται σήμερα για ψύξη και θέρμανση κτιρίων
ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΜΗΧΑΝΩΝ
Απλές μηχανές ήταν και είναι :
- οι μοχλοί,
- η σφήνα,
- ο κοχλίας ,
- η τροχαλία,
- το κεκλιμένο επίπεδο,
- το βαρούλκο,
- το πολύσπαστο
- η χειροκίνητη αντλία
Σύνθετες μηχανές ήταν την αρχαία εποχή :
- οι απλές υδραυλικές μηχανές,
- οι μύλοι άλεσης και σύνθλιψης,
- οι ανυψωτικές όπως χειροκίνητοι γερανοί
- οι χειροκίνητες(ανυψωτικές κυρίως) μηχανές θεάτρου και
- οι χειροκίνητες πολεμικές μηχανές (π.χ. καταπέλτης).
- ατμομηχανές
- Μηχανές εσωτερικής καύσης(βενζίνης-πετρελαιου,μαζούτ,κηροζίνης,φυσικου αερίου,υγραερίου,αιθανόλης-υδρογόνου)
- Γερανούς διαφόρων τύπων και μεγεθών
- υδραυλικές μηχανές-αεροσυμπιεστές
- Ηλεκτρικές μηχανές
- Ρομπότ
Ο όρος ρομπότ πρωτοεμφανίζεται σε ένα θεατρικό έργο επιστημονικής φαντασίας του Τσέχου συγγραφέα Κάρελ Τσάπεκ το 1921 και προέρχεται από τη σλαβική λέξη robota που σημαίνει εργασία. Η αυτοματοποίηση της παραγωγικής διαδικασίας στις βιομηχανίες μαζικής παραγωγής αντικαθιστά τους ανθρώπους με εξειδικευμένες μηχανές που εκτελούν μια προκαθορισμένη σειρά κατεργασιών στα προϊόντα που παράγονται.
Στόχος της αυτοματοποίησης, η οποία γίνεται εφικτή με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας τον 20ό αιώνα, είναι η αυξημένη παραγωγικότητα, η βελτιωμένη ποιότητα, η αύξηση του κέρδους των επιχειρήσεων αλλά και η ελεγξιμότητα των μέσων παραγωγής.
Το 1961 κατασκευάζεται και τίθεται σε λειτουργία το πρώτο βιομηχανικό ρομπότ. Σύμφωνα με έναν ευρέως αποδεκτό ορισμό, χρονολογούμενο από το 1980, ένα βιομηχανικό ρομπότ είναι μια επαναπρογραμματιζόμενη μηχανή σχεδιασμένη να μετακινεί αντικείμενα, εργαλεία ή διατάξεις μέσω μιας ποικιλίας προγραμματιζόμενων κινήσεων, για την εκτέλεση εργασιών.
Τυπικές εφαρμογές των ρομπότ είναι:
- στη βιομηχανία περιλαμβάνουν τη φόρτωση - εκφόρτωση προϊόντων τη βαφή, την κοπή ,την συγκόλληση κ.τ.λ.
- κατασκευή υπολογιστών
- ιατρικές επεμβάσεις
- οικιακές εργασίες
- ξενοδοχειακές εργασίες
- αγροτικές εργασίες πχ.συλλογή καρπών
- στην υπηρεσία του πολέμου
- κτλ.
Σήμερα έχουμε την ανάπτυξη αυτόματων μηχανών με τεχνητή νοημοσύνη (Artificial Intelligense)
- · Οι μηχανές εργάζονται με περισσότερη δύναμη από τον άνθρωπο και μπορούν να κάνουν εργασίες που ο άνθρωπος δεν θα μπορούσε να κάνει.
- · Εργάζονται με μεγαλύτερη ακρίβεια, ταχύτητα και χωρίς διακοπή
- · Συμβάλλουν στην ανάπτυξη της οικονομίας λόγω ανάπτυξης της βιομηχανίας
- Συμβάλλουν στην καλύτερη ποιότητα ζωής του ανθρώπου (επικοινωνία, υγεία, ψυχαγωγία, εργασία, μεταφορές)
- · Οι μηχανές είναι ενεργοβόρες, απαιτούν τεράστια ποσά ενέργειας π.χ. πετρέλαιο, λιγνίτη, φυσικό αέριο κ.λ.π
- · Συμβάλλουν στα μεγάλα περιβαλλοντικά που αντιμετωπίζει η γη με τις διάφορες εκπομπές ρύπων.
- · Η μη σωστή χρήση τους προκαλεί ατυχήματα ή και δυστυχήματα
- Για την κατασκευή τους και λειτουργία τους εξαντλούνται οι φυσικοί πόροι.
Ακολουθεί μια ενδιαφέρουσα παρουσίαση σε μορφή power point.Για να την προβάλετε
