Praca i Energia

Wiele elementów rozgrywki w Factorio opartych jest na rzeczywistych prawach fizyki, a szczególnie istotnym aspektem jest zagadnienie pracy i energii. Oba te pojęcia są ze sobą wzajemnie powiązane - aby dowiedzieć się więcej, zobacz wątek na Forum (ENG).

Definicje

• Energia może być rozpatrywana jako ilość zgromadzonej pracy. Jednostką miary energii jest dżul (symbol J).
• Praca jest to rezultat zamiany jednej formy energii w inną. Również mierzona jest w dżulach. (aby dowiedzieć się więcej o definicji pracy zajrzyj do [1] Wikipedii)
• Moc jest to zdolność do wykonania określonej pracy lub przetworzenia określonej energii w danej jednostce czasu. Jednostką mocy jest wat (W) równy z definicji jednemu dżulowi na sekundę (J/s).
• Sprawność jest to stosunek użytecznej pracy wykonanej przez dany układ do ilości energii doń wprowadzonej. Sprawność jest wielkością bezwymiarową (tu: J/J) i z reguły jest wyrażana w procentach
• Straty Różnica pomiędzy energią pobraną (zużytą) a wykonaną pracą użyteczną.

Podsumowując: Jeśli ciało (urządzenie) o określonej mocy wykonywało przez określony czas jakieś czynności mówimy, że wykonało pracę (równą iloczynowi mocy i czasu) zużywając pewną ilość energii.

Zobacz również Jednostki#Praca.

Rodzaje energii

Energia w grze może być dostępna jako:

• Energia zawarta w paliwie. Każde urządzenie spalinowe, w tym również pojazdy zużywają określoną ilość paliwa, zależną od mocy, wartości energetycznej paliwa i czasu pracy: Np:
  • Silnik samochodu ma moc 250 kW co oznacza, że zużywa 250 kJ paliwa w trakcie pracy (przyspieszania lub jazdy z maksymalną prędkością).
  • Reaktor jądrowy zużywa 40 MJ/s paliwa jądrowego. Wartość ta jest stała tak długo, jak długo w reaktorze jest paliwo.
  • Kotły parowe, z kolei, spalają paliwo proporcjonalnie do ich obciążenia (czyli zapotrzebowania na parę), aż do osiągnięcia mocy maksymalnej.
• Energia elektryczna pobierana z sieci. Prócz zużycia energii w trakcie normalnej pracy, urządzenia mogą pobierać niewielką ilość energii również w stanie bezczynności (upływ prądu), jeśli pozostają podłączone do sieci energetycznej. Przykładowo: automat montażowy 1 generuje straty wielkości 3 kW, a jego moc w normalnej pracy wynosi 90 kW. Stąd, urządzenie zużywa 3 kJ w trakcie czuwania i 93 kJ w czasie pracy.
• Ładunek zgromadzony w in akumulatorach, bateriach przenośnych i robotach.

Ponadto, formami energii są również:

• Energia potencjalna surowców kopalnych, która zmienia się wraz z ich wydobyciem.
• Energia kinetyczna robotów, pojazdów, przedmiotów i postaci gracza w trakcie poruszania się.
• Uszkodzenia zadawane przez broń, pojazdy i ogień.
• Uporządkowanie materii (tzw. spadek entropii) przy przekształcaniu prostych przedmiotów w bardziej złożone.

Rodzaje pracy

W Factorio można zaobserwować wiele różnych sposobów wykonywania pracy. Większość z nich, jednakże, nie jest mierzalna w żadnych jednostkach. I tak:

• Postać sterowana przez gracza porusza się, przenosi i wytwarza przedmioty, wydobywa surowce i konstruuje budowle. W przeciwieństwie do rzeczywistego świata, czynności te nie wymagają wkładu energii (tzn. postać nie musi jeść), przez co sprawność tych procesów jest nieskończona. Z drugiej strony, wrogowie wydają się pochłaniać zanieszyszczenia i wykorzystywać ich energię do poruszania się, rozmnażania i atakowania.
• Taśmociągi i pompy wody wykonują pracę transportując zasoby z jednego miejsca w inne. Działka wykonują pracę w momencie celowania i oddawania strzału. Nierealistycznym, acz świadomym uproszczeniem rozgrywki jest to, że żadna z tych czynności nie pochłania energii, wobec czego urządzenia te pracują z nieskończoną sprawnością.
• Broń (działka oraz naboje) wykonują pracę zamieniając energię chemiczną ładunku miotającego na energię kinetyczną pocisku. Pociski, z kolei, wykonują pracę w postaci zadawania uszkodzeń przeciwnikom i obiektom. Działka laserowe zamieniają energię elektryczną w uszkodzenia w sposób bezpośredni. Miotacze ognia (również stacjonarne) zamieniają energię chemiczną mieszanki zapalającej w uszkodzenia.
• Pojazdy (samochody, czołgi oraz pociągi) zamieniają energię chemiczną paliwa na własną energię kinetyczną (tj. poruszanie się). W trakcie zderzenia z innymi obiektami, część tej energii zostaje zamieniona na uszkodzenia, powodując jednocześnie spowolnienie pojazdu.
• Podajniki i pompy wykonują pracę przenosząc przedmioty i płyny z jednego miejsca w inne. Czynności te pochłaniają energię w postaci paliwa (podajniki spalinowe) lub energię elektryczną (pozostałe urządzenia).
• Koparki spalinowe i elektryczne pobierają energię z paliwa (lub elektryczną) zamieniając ją na energię potencjalną wydobytej rudy. Podobnie czynią kiwony pompując ropę do rurociągów.
• Laboratoria wykonują pracę przekształcając pakiety naukowe w badania.
• Maszyny i instalacje wytwórcze (np. rafinerie, automaty montażowe itd.) przetwarzając surowce w produkty wykonują pracę zmieniając formę materii na bardziej uporządkowaną. Wzrost tego uporządkowania przyjmuje formę energii potencjalnej. Większość urządzeń wykorzystuje do tego energię elektryczną, a głównymi wyjątkami są piece opalane paliwem (kamienny i stalowy).

Praca, którą w grze da się wyrazić w dżulach obejmuje:

• Zamiana energii chemicznej w paliwe w ciepło służące do wytworzenia pary wodnej z wody w kotłach. Bojlery mają sprawność wynoszącą 50% co oznacza, że połowa energii paliwa jest tracona i nie bierze udziału w produkcji pary.
• Reaktory jądrowe przekształcają energię jąder atomów paliwa jądrowego w ciepło. Wymienniki ciepła, za pośrednictwem ciepłowodów, przekazują ciepło do wody wytwarzając parę.
• Silniki i turbiny parowe przekształcają energię pary w elektryczność.
• Panele słonecznie przetwarzają energię słoneczną bezpośrednio w elektryczność. Energia słoneczna nie posiada określonego źródła, wobec czego jej sprawność jest nieskończona.

Straty i zanieczyszczenie: różnice w odniesieniu do rzeczywistości

Proces zachodzący z dużą sprawnością (tj. zamieniający większą część energii na pracę użyteczną) produkuje mniejsze straty. W rzeczywistości, całkowita praca jest równa dostarczonej energii, jednakże tylko część tej pracy określana jest jako użyteczna. Praca użyteczna nie może być większa niż ilość dostarczonej energii, wobec czego proces nie może zachodzić ze sprawnością przewyższającą 100% (oznaczałoby to, że proces wykonuje większą pracę niż dostarczono doń energii). Reguła ta znana jest jako zasada zachowania energii. Różnica pomiędzy pracą użyteczną a całkowitą stanowi straty (lub wzrost entropii) przyjmujące najczęściej formę ciepła. Niemożność wykorzystania energii strat do wykonania pracy jest znana jako druga zasada termodynamiki.

Rzeczywista wielkosć pracy wykonanej przez procesy przebiegające w grze nie jest określona ilościowo, jednakże przyjmuje się, że ich sprawność jest mniejsza niż 100%. Niedoskonałości tychże procesów są reprezentowane jako zanieczyszczenie, które wytwarzane jest przez niemal wszystkie urządzenia w trakcie wykonywania przez nie jakiejś pracy (jak również produkcji spalin w wyniku spalania paliw). Jedynym wyjątkiem jest sieć elektroenergetyczna. W rzeczywistości, przesył energii elektrycznej jest związany ze stratami np. w przewodach, transformatorach (wydzielanie ciepła, ulot itd.). Fakt ten nie jednak uwzględniony w grze, a sieć elektroenergetyczna nie generuje zanieczyszczeń.

W Factorio występują elementy posiadające sprawność wyższą niż 100%: taśmociągi i pompy wody nie wymagają zasilania by działać, działka mogą obracać się i strzelać bez zasilania, a postacie graczy mogą poruszać się i wykonywać różne czynności bez konieczności robienia przerw na posiłek.