xi
Chapter 19
Harnessing and Using Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .368
Energy, Work, and Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
Types of Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
Forms of Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
Sources of Energy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
Energy Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
Inexhaustible-Energy Converters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
Renewable-Energy Converters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
Thermal-Energy Converters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
Electrical-Energy Converters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
Chapter 20
Meeting Needs through Mechanical Engineering . . . . . . . . . . .398
Evolution of Mechanical Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
Scientific and Mathematical Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
Measuring Work, Power, and Torque. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
Mechanical Engineering and Materials Science . . . . . . . . . . . . . . . . 414
Mechanical Engineering and Mechatronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
Mechanical Engineering Careers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
Chapter 21
Communicating Information and Ideas . . . . . . . . . . . . . . . . . . .420
Information and Communication Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
Information and Communications Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
Printed Graphic Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
Photographic Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
Telecommunication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
Technical Graphic Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
Computer and Internet Communication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
Chapter 22
Meeting Needs through Electrical, Computer,
and Software Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .450
Defining Disciplines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
Evolution of Electrical, Computer, and Software Engineering . . . . . . 453
The Science of Electricity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
Computer Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
Chapter 23
Transporting People and Cargo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .482
Transportation Defined . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
Transportation as a System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
Types of Transportation Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
Transportation-System Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
Vehicular Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
Land-Transportation Vehicles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490
Water-Transportation Vehicles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495