Inżynieria to nie tylko nauka. Jest to profesjonalna sztuka stosowania zasad naukowych w celu przekształcenia zasobów naturalnych w coś, co służy ludzkości. Nie da się wykonać tej pracy bez solidnych podstaw z fizyki, chemii i matematyki. Te podstawowe dyscypliny obejmują naukę o materiałach, mechanikę ciał stałych i płynów, termodynamikę i analizę systemów. Jest to ogromny zasób specjalistycznej wiedzy. Aby wykonywać pracę zawodową, inżynier musi przejść obszerne szkolenie, aby prawidłowo zastosować tę wiedzę.
Praca koncentruje się wokół dwóch rodzajów zasobów naturalnych: materiałów i energii.
Dlaczego właściwości materiału determinują funkcję
Materiały nie są pasywne. Nabywają zastosowań, które odzwierciedlają ich specyficzne właściwości. Inżynier patrzy na siłę. Ocenia łatwość wykonania. Uwzględnia lekkość. Trwałość jest ważna. Czy materiał jest izolujący czy przewodzący? Jakie są jego właściwości chemiczne, elektryczne i akustyczne? Te cechy decydują o sposobie wykorzystania materiału. Most wymaga wytrzymałości i trwałości. Drut potrzebuje przewodności. Wybór nigdy nie jest arbitralny.
Źródła energii zasilają system
Energia to druga połowa równania. Uruchamia proces transformacji. Ważnymi źródłami są paliwa kopalne, takie jak węgiel, ropa naftowa i gaz. Równie istotne są źródła odnawialne, takie jak wiatr i światło słoneczne. Spadająca woda zapewnia energię wodną. Rozszczepienie jądrowe stanowi gęstą, wysoce wydajną alternatywę. Inżynierowie wybierają te źródła w oparciu o wydajność, dostępność i specyficzne potrzeby aplikacji.
W wyspecjalizowanych obszarach obowiązują podstawowe zasady
Chociaż podstawowe zasady pozostają takie same, ich zastosowanie znacznie się różni. To tu powstają wyspecjalizowane gałęzie przemysłu. Inżynieria lotnicza stosuje te zasady do lotu. Inżynieria lądowa koncentruje się na infrastrukturze. Inżynieria chemiczna zajmuje się przetwarzaniem materiałów. Inżynieria genetyczna manipuluje systemami biologicznymi. Inżynieria mechaniczna zajmuje się maszynami i systemami cieplnymi. Inżynieria wojskowa stosuje te koncepcje do obronności. Każda dziedzina wykorzystuje tę samą podstawową wiedzę i wykorzystuje ją do zaspokojenia konkretnej potrzeby człowieka.
Cel jest zawsze ten sam. Optymalna konwersja. Efektywność. Pożytek.
To dyscyplina zbudowana na ograniczeniach. Materiały zawodzą. Energia jest skończona. Fizyka jest bezlitosna. Ale w ramach tych ograniczeń inżynierowie tworzą rozwiązania. Budują świat, w którym żyjemy. Jak kolejne generacje materiałów zmienią to, co jest możliwe? Odpowiedź jest wciąż pisana.
