Διαφάνεια 1

Δημοτικό αυτόνομο εκπαιδευτικό ίδρυμα «Δευτεροβάθμια εκπαίδευση Νο. 1», Malaya Vishera, περιοχή Novgorod Αλγόριθμος για την επίλυση προβλημάτων για τον προσδιορισμό της αποτελεσματικότητας. θερμικός κύκλος σύμφωνα με το γράφημα της εξάρτησης της πίεσης από τον όγκο Συντάχθηκε από τον καθηγητή φυσικής Lukyanets Nadezhda Nikolaevna της ανώτερης κατηγορίας προσόντων 2011

Διαφάνεια 2

Ο στόχος είναι να προσδιοριστεί η απόδοση από ένα γράφημα πίεσης έναντι όγκου. Υπολογίστε την απόδοση μιας θερμικής μηχανής που χρησιμοποιεί ένα μονατομικό ιδανικό αέριο ως ρευστό εργασίας και λειτουργεί σύμφωνα με τον κύκλο που φαίνεται στο σχήμα. Η εμφάνιση νέων σχεδίων και εγγραφών εμφανίζεται μόνο μετά από ένα κλικ του ποντικιού.

Διαφάνεια 3

Ο στόχος είναι να προσδιοριστεί η απόδοση από ένα γράφημα πίεσης έναντι όγκου. Υπολογίστε την απόδοση μιας θερμικής μηχανής που χρησιμοποιεί ένα μονατομικό ιδανικό αέριο ως ρευστό εργασίας και λειτουργεί σύμφωνα με τον κύκλο που φαίνεται στο σχήμα.

Διαφάνεια 4

Συμβουλή Νο. 1 Επομένως, είναι απαραίτητο να προσδιορίζεται σε κάθε διαδικασία από την αλλαγή της θερμοκρασίας η ποσότητα της θερμότητας που λαμβάνεται ή εκπέμπεται. Η ποσότητα της θερμότητας υπολογίζεται με βάση τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο.

Διαφάνεια 5

Υπόδειξη Νο. 2 Η εργασία που εκτελείται σε οποιαδήποτε διαδικασία είναι αριθμητικά ίση με το εμβαδόν του σχήματος που περικλείεται κάτω από το γράφημα σε συντεταγμένες P(V). Το εμβαδόν του σκιασμένου σχήματος είναι ίσο με το έργο στη διαδικασία 2-3 και το εμβαδόν του σκιασμένου σχήματος είναι ίσο με το έργο στη διαδικασία 4-1, και αυτό το έργο του αερίου είναι αρνητικό , επειδή από 4 σε 1 η ένταση μειώνεται. Το έργο ανά κύκλο είναι ίσο με το άθροισμα αυτών των εργασιών. Επομένως, το έργο που εκτελείται από το αέριο ανά κύκλο είναι αριθμητικά ίσο με το εμβαδόν αυτού του κύκλου.

Διαφάνεια 6

Αλγόριθμος για την επίλυση του προβλήματος. 1. Καταγράψτε τον τύπο απόδοσης. 2. Προσδιορίστε το έργο του αερίου με βάση την περιοχή του σχήματος διεργασίας στις συντεταγμένες P, V. 3. Αναλύστε σε ποια από τις διεργασίες απορροφάται και δεν εκλύεται η ποσότητα της θερμότητας. 4. Χρησιμοποιώντας τον 1ο θερμοδυναμικό νόμο, υπολογίστε την ποσότητα της θερμότητας που λαμβάνεται. 5. Υπολογίστε την απόδοση.

Διαφάνεια 7

1. Καταγράψτε τον τύπο απόδοσης. 2. Προσδιορίστε το έργο του αερίου με βάση την περιοχή του σχήματος διεργασίας στις συντεταγμένες P, V. Λύση

Διαφάνεια 8

1. Διαδικασία 1–2. V = const, P T Q απορροφάται 2. Διαδικασία 2 – 3. P = const, V , T Q απορροφάται 3. Διαδικασία 3 – 4. V = const, P , T Q απελευθερώνεται 4. Διαδικασία 4 – 1. P = const, V , T Q που απελευθερώνεται 3. Αναλύστε σε ποια από τις διεργασίες απορροφάται η ποσότητα θερμότητας και δεν απελευθερώνεται.

Διαφάνεια 9

Για τη διαδικασία 1-2 4. Χρησιμοποιώντας τον 1ο θερμοδυναμικό νόμο, υπολογίστε την ποσότητα της θερμότητας που λαμβάνεται. Επομένως, για μια ισοχωρική διαδικασία, αφαιρέστε την ανώτερη από την κάτω εξίσωση

Η εργασία που κάνει ο κινητήρας είναι:

Αυτή η διαδικασία εξετάστηκε για πρώτη φορά από τον Γάλλο μηχανικό και επιστήμονα N. L. S. Carnot το 1824 στο βιβλίο «Στοχασμοί για την κινητήρια δύναμη της φωτιάς και τις μηχανές ικανές να αναπτύξουν αυτή τη δύναμη».

Στόχος της έρευνας του Carnot ήταν να ανακαλύψει τους λόγους για την ατέλεια των θερμικών μηχανών εκείνης της εποχής (είχαν απόδοση ≤ 5%) και να βρει τρόπους βελτίωσης τους.

Ο κύκλος Carnot είναι ο πιο αποτελεσματικός από όλους. Η αποτελεσματικότητά του είναι μέγιστη.

Το σχήμα δείχνει τις θερμοδυναμικές διεργασίες του κύκλου. Κατά την ισοθερμική διαστολή (1-2) σε θερμοκρασία Τ 1 , η εργασία γίνεται λόγω αλλαγής της εσωτερικής ενέργειας του θερμαντήρα, δηλαδή λόγω παροχής θερμότητας στο αέριο Q:

ΕΝΑ 12 = Q 1 ,

Η ψύξη αερίου πριν από τη συμπίεση (3-4) λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της αδιαβατικής διαστολής (2-3). Αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια ΔU 23 κατά τη διάρκεια μιας αδιαβατικής διαδικασίας ( Q = 0) μετατρέπεται πλήρως σε μηχανική εργασία:

ΕΝΑ 23 = -ΔU 23 ,

Η θερμοκρασία του αερίου ως αποτέλεσμα της αδιαβατικής διαστολής (2-3) πέφτει στη θερμοκρασία του ψυγείου Τ 2 < Τ 1 . Στη διαδικασία (3-4), το αέριο συμπιέζεται ισόθερμα, μεταφέροντας την ποσότητα της θερμότητας στο ψυγείο Ε 2:

A 34 = Q 2,

Ο κύκλος τελειώνει με τη διαδικασία της αδιαβατικής συμπίεσης (4-1), κατά την οποία το αέριο θερμαίνεται σε θερμοκρασία Τ 1.

Μέγιστη τιμή απόδοσης ιδανικών θερμικών κινητήρων αερίου σύμφωνα με τον κύκλο Carnot:

.

Η ουσία του τύπου εκφράζεται στο αποδεδειγμένο ΜΕ. Το θεώρημα του Carnot ότι η απόδοση οποιασδήποτε θερμικής μηχανής δεν μπορεί να υπερβαίνει την απόδοση ενός κύκλου Carnot που πραγματοποιείται στην ίδια θερμοκρασία του θερμαντήρα και του ψυγείου.

Πώς να βρείτε τον παράγοντα απόδοσης. Φόρμουλα για αποτελεσματικότητα μέσω ισχύος

Πώς να βρείτε αποτελεσματικότητα

Η απόδοση δείχνει την αναλογία της χρησιμοποιήσιμης εργασίας που εκτελείται από έναν μηχανισμό ή μια συσκευή προς την εργασία που δαπανάται. Συχνά, η εργασία που δαπανάται είναι η ποσότητα ενέργειας που καταναλώνει μια συσκευή για να εκτελέσει εργασία.

Θα χρειαστείτε

• - αυτοκίνητο;
• - θερμόμετρο
• - αριθμομηχανή.

Οδηγίες

2. Κατά τον υπολογισμό της απόδοσης ενός θερμικού κινητήρα, θεωρήστε το μηχανικό έργο που εκτελεί ο μηχανισμός ως κατάλληλο έργο. Για την εργασία που δαπανήθηκε, πάρτε τον αριθμό της θερμότητας που απελευθερώνεται από το καύσιμο καύσιμο, το οποίο είναι η πηγή ενέργειας για τον κινητήρα.

3. Παράδειγμα. Η μέση ελκτική δύναμη ενός κινητήρα αυτοκινήτου είναι 882 N. Καταναλώνει 7 κιλά βενζίνης ανά 100 km διαδρομής. Προσδιορίστε την απόδοση του κινητήρα του. Βρείτε πρώτα την κατάλληλη εργασία. Είναι ίσο με το γινόμενο της δύναμης F και την απόσταση S που διανύει το σώμα υπό την επιρροή του Аn=F?S. Προσδιορίστε την ποσότητα θερμότητας που θα απελευθερωθεί κατά την καύση 7 κιλών βενζίνης, αυτό θα είναι το έργο που καταναλώθηκε Az = Q = q? m, όπου q είναι η ειδική θερμότητα καύσης του καυσίμου, για τη βενζίνη είναι ίση με 42; 10^6 J/kg και m είναι η μάζα αυτού του καυσίμου. Η απόδοση του κινητήρα θα είναι ίση με απόδοση=(F?S)/(q?m)?100%= (882?100000)/(42?10^6?7)?100%=30%.

4. Γενικά, για την ανίχνευση της απόδοσης, οποιαδήποτε θερμική μηχανή (μηχανή εσωτερικής καύσης, ατμομηχανή, στρόβιλος κ.λπ.), όπου η εργασία εκτελείται με αέριο, έχει δείκτη απόδοσης ίσο με τη διαφορά στη θερμότητα που εκπέμπεται από το θερμάστρα Q1 και λαμβάνεται από το ψυγείο Q2, βρείτε τη διαφορά θερμότητας του θερμαντήρα και του ψυγείου και διαιρέστε με τη θερμότητα της απόδοσης του θερμαντήρα = (Q1-Q2)/Q1. Εδώ, η απόδοση μετριέται σε υποπολλαπλές μονάδες από το 0 έως το 1· για να μετατρέψετε το αποτέλεσμα σε ποσοστά, πολλαπλασιάστε το επί 100.

5. Για να αποκτήσετε την απόδοση μιας άψογης θερμικής μηχανής (μηχανή Carnot), βρείτε την αναλογία της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ του θερμαντήρα Τ1 και του ψυγείου Τ2 προς τη θερμοκρασία απόδοσης του θερμαντήρα = (T1-T2)/T1. Αυτή είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη απόδοση για έναν συγκεκριμένο τύπο θερμικής μηχανής με δεδομένες θερμοκρασίες του θερμαντήρα και του ψυγείου.

6. Για έναν ηλεκτροκινητήρα, βρείτε το έργο που δαπανήθηκε ως το γινόμενο της ισχύος και το χρόνο που χρειάζεται για να ολοκληρωθεί. Ας πούμε, εάν ένας ηλεκτροκινητήρας γερανού με ισχύ 3,2 kW ανυψώσει ένα φορτίο βάρους 800 kg σε ύψος 3,6 m σε 10 δευτερόλεπτα, τότε η απόδοσή του είναι ίση με την αναλογία κατάλληλης εργασίας Αp=m?g?h, όπου m είναι η μάζα του φορτίου, g;10 m /Με; επιτάχυνση ελεύθερης πτώσης, h είναι το ύψος στο οποίο ανυψώθηκε το φορτίο και το δαπανηθέν έργο Az=P?t, όπου P είναι η ισχύς του κινητήρα, t είναι ο χρόνος λειτουργίας του. Λάβετε τον τύπο για τον προσδιορισμό της απόδοσης=Ap/Az?100%=(m?g?h)/(P?t)?100%=%=(800?10?3,6)/(3200?10)?100% =90%.

Ο δείκτης απόδοσης (απόδοση) είναι ένας δείκτης της απόδοσης οποιουδήποτε συστήματος, είτε πρόκειται για κινητήρα αυτοκινήτου, μηχανή ή άλλο μηχανισμό. Δείχνει πόσο αποτελεσματικά ένα δεδομένο σύστημα χρησιμοποιεί την ενέργεια που λαμβάνει. Ο υπολογισμός της απόδοσης είναι πολύ εύκολος.

Οδηγίες

1. Τις περισσότερες φορές, η απόδοση υπολογίζεται από την αναλογία της ενέργειας που μπορεί να χρησιμοποιήσει το σύστημα προς κάθε συνολική ενέργεια που λαμβάνεται σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα. Αξίζει να σημειωθεί ότι η απόδοση δεν έχει συγκεκριμένες μονάδες μέτρησης. Ωστόσο, στο σχολικό πρόγραμμα αυτή η τιμή μετράται ως ποσοστό. Αυτός ο δείκτης, με βάση τα παραπάνω δεδομένα, υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο:? = (A/Q)*100%, πού; ("αυτό") είναι η επιθυμητή απόδοση, A είναι η χρησιμοποιήσιμη απόδοση του συστήματος, Q είναι η συνολική κατανάλωση ενέργειας, A και Q μετρώνται σε Joules.

2. Η παραπάνω μέθοδος για τον υπολογισμό της απόδοσης δεν είναι αποκλειστική, διότι το χρησιμοποιήσιμο έργο του συστήματος (Α) υπολογίζεται με τον τύπο: A = Po-Pi, όπου Po είναι η ενέργεια που παρέχεται στο σύστημα από το εξωτερικό, Pi είναι το απώλεια ενέργειας κατά τη λειτουργία του συστήματος. Έχοντας επεκτείνει τον αριθμητή του παραπάνω τύπου, μπορεί να γραφτεί με την ακόλουθη μορφή:? = ((Po-Pi)/Po)*100%.

3. Για να κάνετε τον υπολογισμό της απόδοσης πιο σαφή και οπτικό, μπορείτε να δείτε παραδείγματα Παράδειγμα 1: Η χρήσιμη λειτουργία του συστήματος είναι 75 J, η ποσότητα ενέργειας που δαπανάται για τη λειτουργία του είναι 100 J, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η αποτελεσματικότητα αυτού του συστήματος. Για να λύσετε αυτό το πρόβλημα, χρησιμοποιήστε τον πρώτο τύπο:? = 75/100 = 0,75 ή 75%Απάντηση: Η απόδοση του προτεινόμενου συστήματος είναι 75%.

4. Παράδειγμα 2: Η ενέργεια που παρέχεται για τη λειτουργία του κινητήρα είναι 100 J, η απώλεια ενέργειας κατά τη λειτουργία αυτού του κινητήρα είναι 25 J, η απόδοση πρέπει να υπολογιστεί. Για να λύσετε το προτεινόμενο πρόβλημα, χρησιμοποιήστε τον 2ο τύπο για τον υπολογισμό του επιθυμητού δείκτη:? = (100-25)/100 = 0,75 ή 75%. Τα αποτελέσματα και στα δύο παραδείγματα ήταν πανομοιότυπα· στη δεύτερη περίπτωση, τα δεδομένα του αριθμητή αναλύθηκαν λεπτομερέστερα.

Σημείωση! Πολλοί τύποι σύγχρονων κινητήρων (ας πούμε, ένας κινητήρας πυραύλων ή ένας κινητήρας turbo-air) έχουν πολλά στάδια λειτουργίας τους και για ολόκληρο το στάδιο υπάρχει η δική του απόδοση, η οποία υπολογίζεται χρησιμοποιώντας κάθε έναν από τους παραπάνω τύπους. Αλλά για να βρείτε έναν καθολικό δείκτη, θα χρειαστεί να πολλαπλασιάσετε όλες τις διάσημες αποδόσεις σε όλα τα στάδια λειτουργίας ενός δεδομένου κινητήρα: = ?1*?2*?3*…*?.

Χρήσιμες συμβουλές: Η απόδοση δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από μία· κατά τη λειτουργία οποιουδήποτε συστήματος, αναπόφευκτα συμβαίνουν απώλειες ενέργειας.

Η συνδεδεμένη μεταφορά είναι ένας τύπος μεταφοράς που αποτελείται από τη φόρτωση ενός οχήματος που βρίσκεται σε αδράνεια. Οι καταστάσεις όπου η μεταφορά αναγκάζεται να μετακινηθεί χωρίς φορτίο συμβαίνουν αρκετά συχνά, τόσο πριν όσο και αργότερα μετά την ολοκλήρωση της προγραμματισμένης παραγγελίας μεταφοράς. Για μια επιχείρηση, η πιθανότητα ανάληψης πρόσθετου φορτίου σημαίνει, τουλάχιστον, μείωση των οικονομικών ζημιών.

Οδηγίες

1. Αξιολογήστε την αποτελεσματικότητα της χρήσης της σχετικής μεταφοράς φορτίου στην πραγματικότητα για την επιχείρησή σας. Ένα σημαντικό σημείο που πρέπει να γίνει κατανοητό είναι το γεγονός ότι το σχετικό φορτίο μπορεί να μεταφερθεί σε μια στιγμή που η μεταφορά αναγκάζεται να μετακινηθεί άδεια μετά την ολοκλήρωση του κύριου (βασικού) αιτήματος μεταφοράς. Εάν τέτοιες καταστάσεις συμβαίνουν τακτικά στις δραστηριότητες της επιχείρησής σας, επιλέξτε με τόλμη αυτή τη μέθοδο βελτιστοποίησης της μεταφοράς.

2. Υπολογίστε ποιο σχετικό φορτίο μπορεί να μεταφέρει το όχημά σας όσον αφορά το βάρος και τις διαστάσεις. Η διέλευση φορτίου μπορεί να είναι οικονομικά συμφέρουσα ακόμη και αν μέρος του χώρου αποσκευών του οχήματός σας δεν είναι κατειλημμένο.

3. Σκεφτείτε από ποια σημεία της κύριας διαδρομής θα μπορείτε να πάρετε διερχόμενο φορτίο. Είναι πιο άνετο για όλους εάν μπορείτε να παραλάβετε τέτοιο φορτίο στο τελικό σημείο της προγραμματισμένης διαδρομής και να το μεταφέρετε στον τόπο όπου βρίσκεται η μεταφορική σας επιχείρηση. Αλλά μια τέτοια κατάσταση μπορεί να μην συμβαίνει πάντα. Επομένως, εξετάστε επίσης την πιθανότητα κάποιας απόκλισης από τη διαδρομή, υπολογίζοντας, φυσικά, τον οικονομικό ορθολογισμό μιας τέτοιας μεταμόρφωσης.

4. Μάθετε εάν η εταιρεία στην οποία πραγματοποιείτε προγραμματισμένες μεταφορές φορτίου απαιτεί μεταφορά φορτίου με επιστροφή. Σε αυτή την περίπτωση, είναι πολύ πιο εύκολο να συμφωνήσετε για την τιμή του θέματος και να εξασφαλίσετε την ασφάλεια πρόσθετης αμοιβαία επωφελούς συνεργασίας.

5. Βρείτε αρκετές εξειδικευμένες διαδικτυακές πύλες που παρέχουν υπηρεσίες πληροφόρησης στον τομέα της μεταφοράς φορτίου. Ως συνήθως, οι ιστότοποι τέτοιων εταιρειών έχουν αντίστοιχες ενότητες που σας επιτρέπουν να βρείτε σχετικό φορτίο κατά μήκος της διαδρομής σας και να υποβάλετε ένα αντίστοιχο αίτημα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η χρήση μιας τέτοιας πιθανότητας απαιτεί, τουλάχιστον, εγγραφή στον ιστότοπο. Θα είναι τέλειο εάν η πηγή πληροφοριών έχει ενσωματωμένες πιθανότητες για μια υλικοτεχνική ανασκόπηση των αντιπροσφορών.

6. Μην παραμελείτε την ενοποιημένη μεταφορά όταν μεταφέρεται μικρό φορτίο από διαφορετικούς πελάτες προς την επιλεγμένη κατεύθυνση σε ένα είδος μεταφοράς. Σε αυτή την περίπτωση, τα μέσα μεταφοράς πρέπει να πραγματοποιούν διαδρομές μεταφοράς προς επιλεγμένες κατευθύνσεις.

Σημείωση! Η ανίχνευση του διερχόμενου φορτίου δεν είναι απολύτως δύσκολη! Το κύριο καθήκον της υπηρεσίας μας είναι η αναζήτηση διαφορετικών λήψεων, κάτι που οι χρήστες μπορούν να κάνουν όχι μόνο με μέγιστη άνεση, αλλά και δωρεάν. Με τη βοήθεια του συστήματός μας, η λειτουργία του οποίου βασίζεται στη χρήση σύγχρονων τεχνολογιών πληροφοριών, το φορτίο μπορεί να εντοπιστεί πολύ εύκολα.

Χρήσιμες συμβουλές Προφανώς, αποφασίσατε να αγοράσετε ή να νοικιάσετε ένα τεράστιο φορτηγό, με τη βοήθεια του οποίου σκοπεύετε να κερδίσετε χρήματα μεταφέροντας εμπορεύματα σε ολόκληρη τη Ρωσία, την ΚΑΚ και την Ευρώπη. Δεν έχει σημασία αν προσλαμβάνετε οδηγό ή οδηγείτε μόνοι σας, θα χρειαστείτε πελάτες, δηλαδή φορτίο για μεταφορά. Τότε σίγουρα θα σκεφτείτε ή έχετε ήδη σκεφτεί πού και πώς θα βρείτε φορτίο για το φορτηγό σας;

Για να βρεθεί ο δείκτης της κατάλληλης λειτουργίας οποιουδήποτε κινητήρα, είναι απαραίτητο να διαιρεθεί η κατάλληλη εργασία με το δαπανημένο και να πολλαπλασιαστεί κατά 100 τοις εκατό. Για έναν θερμικό κινητήρα, βρείτε αυτή την τιμή με τον λόγο της ισχύος πολλαπλασιαζόμενη με τη διάρκεια λειτουργίας προς τη θερμότητα που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου. Θεωρητικά, η απόδοση μιας θερμικής μηχανής καθορίζεται από την αναλογία των θερμοκρασιών του ψυγείου και του θερμαντήρα. Για ηλεκτρικούς κινητήρες, βρείτε την αναλογία της ισχύος του προς την ισχύ του ρεύματος που καταναλώνεται.

Θα χρειαστείτε

• διαβατήριο κινητήρα εσωτερικής καύσης (ICE), θερμόμετρο, ελεγκτής

Οδηγίες

1. Προσδιορισμός της απόδοσης ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης Βρείτε την ισχύ του στην τεχνική τεκμηρίωση ενός δεδομένου κινητήρα. Γεμίστε το ρεζερβουάρ του με μια συγκεκριμένη ποσότητα καυσίμου και ξεκινήστε τον κινητήρα ώστε να λειτουργεί για κάποιο χρονικό διάστημα σε πλήρεις κύκλους, αναπτύσσοντας τη μέγιστη ισχύ που αναγράφεται στο διαβατήριο. Χρησιμοποιώντας ένα χρονόμετρο, καταγράψτε το χρόνο λειτουργίας του κινητήρα, εκφράζοντας τον σε δευτερόλεπτα. Μετά από λίγο, σταματήστε τον κινητήρα και αδειάστε το υπόλοιπο καύσιμο. Αφαιρώντας τον τελικό όγκο από τον αρχικό όγκο του καυσίμου που χύθηκε, βρείτε τον όγκο του καυσίμου που καταναλώθηκε. Χρησιμοποιώντας τον πίνακα, βρείτε την πυκνότητά του και πολλαπλασιάστε κατ' όγκο, λαμβάνοντας τη μάζα του καυσίμου που καταναλώθηκε m =? V. Εκφράστε τη μάζα σε κιλά. Ανάλογα με τον τύπο του καυσίμου (βενζίνη ή ντίζελ), προσδιορίστε την ειδική θερμότητα καύσης του από τον πίνακα. Για να προσδιορίσετε την απόδοση, πολλαπλασιάστε τη μέγιστη ισχύ με το χρόνο λειτουργίας του κινητήρα και με το 100% και διαιρέστε το αποτέλεσμα σταδιακά με τη μάζα και την ειδική θερμότητα απόδοσης καύσης =P t 100%/(q m).

2. Για έναν τέλειο κινητήρα θερμότητας, είναι δυνατό να εφαρμοστεί ο τύπος του Carnot. Για να το κάνετε αυτό, μάθετε τη θερμοκρασία καύσης του καυσίμου και μετρήστε τη θερμοκρασία του ψυγείου (καυσαέρια) με ένα ειδικό θερμόμετρο. Μετατρέψτε τη θερμοκρασία που μετρήθηκε σε βαθμούς Κελσίου σε κλίμακα άνευ όρων προσθέτοντας στην τιμή τον αριθμό 273. Για να προσδιορίσετε την απόδοση από τον αριθμό 1, αφαιρέστε την αναλογία των θερμοκρασιών του ψυγείου και του θερμαντήρα (θερμοκρασία καύσης καυσίμου) Απόδοση = (1 -Tcol/Tnag) 100%. Αυτή η επιλογή για τον υπολογισμό της απόδοσης δεν λαμβάνει υπόψη τη μηχανική τριβή και την ανταλλαγή θερμότητας με το εξωτερικό περιβάλλον.

3. Προσδιορισμός της απόδοσης ενός ηλεκτροκινητήρα Μάθετε την ονομαστική ισχύ του ηλεκτροκινητήρα, σύμφωνα με την τεχνική τεκμηρίωση. Συνδέστε το σε μια πηγή ρεύματος, επιτυγχάνοντας μέγιστους κύκλους άξονα και με τη βοήθεια ενός ελεγκτή, μετρήστε την τάση σε αυτό και το ρεύμα στο κύκλωμα. Για να προσδιορίσετε την απόδοση, διαιρέστε την ισχύ που αναφέρεται στην τεκμηρίωση με το γινόμενο του ρεύματος και της τάσης, πολλαπλασιάστε το σύνολο επί 100% απόδοση = P 100%/(I U).

Βίντεο σχετικά με το θέμα

Σημείωση! Σε όλους τους υπολογισμούς, η απόδοση πρέπει να είναι μικρότερη από 100%.

Για να επανεξετάσουν τη φυσιολογική πληθυσμιακή δυναμική, οι κοινωνιολόγοι πρέπει να καθορίσουν τους συνολικούς συντελεστές. Οι κυριότεροι είναι δείκτες γονιμότητας, θνησιμότητας, γάμου και φυσικού εισοδήματος. Με βάση αυτά, είναι δυνατό να σχηματιστεί μια δημογραφική εικόνα σε μια δεδομένη χρονική στιγμή.

Οδηγίες

1. Σημειώστε ότι ο συνολικός δείκτης είναι σχετικός δείκτης. Έτσι, ο αριθμός των γεννήσεων σε μια συγκεκριμένη περίοδο, ας πούμε, σε ένα έτος, θα διαφέρει από το γενικό ποσοστό γονιμότητας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι κατά την εύρεση του λαμβάνονται υπόψη δεδομένα για τον συνολικό πληθυσμό. Αυτό καθιστά δυνατή τη σύγκριση των τρεχουσών ερευνητικών αποτελεσμάτων με τα αποτελέσματα των προηγούμενων ετών.

2. Προσδιορίστε την περίοδο χρέωσης. Για παράδειγμα, για να βρείτε το ποσοστό γάμου, πρέπει να προσδιορίσετε σε ποια χρονική περίοδο σας αφορά ο αριθμός των γάμων. Έτσι, τα δεδομένα για τους τελευταίους έξι μήνες θα διαφέρουν σημαντικά από αυτά που θα λάβετε κατά τον προσδιορισμό μιας πενταετούς χρονικής περιόδου. Σκεφτείτε ότι η περίοδος υπολογισμού κατά τον υπολογισμό του συνολικού δείκτη καθορίζεται σε έτη.

3. Προσδιορίστε τον συνολικό πληθυσμό. Παρόμοιοι τύποι δεδομένων μπορούν να ληφθούν με αναφορά σε δεδομένα απογραφής πληθυσμού. Για να προσδιορίσετε τους γενικούς δείκτες γονιμότητας, θνησιμότητας, ποσοστών γάμου και διαζυγίων, θα χρειαστεί να βρείτε το γινόμενο του συνολικού πληθυσμού και την περίοδο υπολογισμού. Γράψτε τον αριθμό που προκύπτει στον παρονομαστή.

4. Στη θέση του αριθμητή, βάλτε έναν άνευ όρων ένδειξη που αντιστοιχεί στον επιθυμητό σχετικό. Ας πούμε, εάν αντιμετωπίζετε το καθήκον να προσδιορίσετε το παγκόσμιο ποσοστό γεννήσεων, τότε στη θέση του αριθμητή θα πρέπει να υπάρχει ένας αριθμός που να αντικατοπτρίζει τον συνολικό αριθμό των παιδιών που γεννήθηκαν κατά την περίοδο που σας αφορά. Εάν ο στόχος σας είναι να προσδιορίσετε το επίπεδο θνησιμότητας ή το ποσοστό γάμου, τότε στη θέση του αριθμητή βάλτε τον αριθμό των ατόμων που πέθαναν στην περίοδο υπολογισμού ή τον αριθμό των ατόμων που παντρεύτηκαν, αντίστοιχα.

5. Πολλαπλασιάστε τον αριθμό που προκύπτει με το 1000. Αυτός θα είναι ο συνολικός δείκτης που επιθυμείτε. Εάν αντιμετωπίζετε το καθήκον να βρείτε έναν γενικό δείκτη εισοδήματος, αφαιρέστε το ποσοστό θνησιμότητας από το ποσοστό γεννήσεων.

Βίντεο σχετικά με το θέμα

Η λέξη «εργασία» αναφέρεται σε κάθε ενέργεια που δίνει σε ένα άτομο ένα μέσο επιβίωσης. Με άλλα λόγια, λαμβάνει φυσική ανταμοιβή για αυτό. Ωστόσο, ο κόσμος είναι έτοιμος στον ελεύθερο χρόνο του, είτε δωρεάν είτε με αμιγώς συμβολική αμοιβή, να συμμετάσχει και σε κοινωνικά επωφελείς εργασίες για τη στήριξη όσων έχουν ανάγκη, τη βελτίωση των αυλών και των δρόμων, τη διαμόρφωση του τοπίου κ.λπ. Ο αριθμός τέτοιων εθελοντών θα εξακολουθούσε πιθανώς να είναι τεράστιος, αλλά συχνά δεν γνωρίζουν πού μπορεί να χρειαστούν οι υπηρεσίες τους.

Οδηγίες

1. Ένα από τα πιο διάσημα είδη κοινωνικά χρήσιμης εργασίας είναι η φιλανθρωπία. Περιλαμβάνει βοήθεια σε άπορες, κοινωνικά ευάλωτες ομάδες του πληθυσμού: ανάπηρους, ηλικιωμένους, άστεγους. Με μια λέξη, σε κάθε έναν που για κάποιο λόγο βρίσκεται σε δύσκολη κατάσταση ζωής.

2. Οι εθελοντές που επιθυμούν να συμμετάσχουν στην παροχή αυτής της βοήθειας θα πρέπει να επικοινωνήσουν με τις πλησιέστερες φιλανθρωπικές οργανώσεις ή τμήματα δημόσιας βοήθειας. Μπορείτε να κάνετε έρευνες στην πλησιέστερη εκκλησία - ο κληρικός πιθανότατα ξέρει ποιο από το ποίμνιό του χρειάζεται ιδιαίτερη υποστήριξη.

3. Μπορείτε επίσης να πάρετε την πρωτοβουλία κυριολεκτικά στον τόπο διαμονής σας - μέσα κτίριο διαμερισμάτωνΥπάρχουν πιθανώς μοναχικοί συνταξιούχοι, άτομα με αναπηρία ή ανύπαντρες μητέρες που έχουν ολόκληρο το ρούβλι στον λογαριασμό τους. Δώστε τους κάθε δυνατή βοήθεια. Δεν χρειάζεται απαραίτητα να αποτελείται από χρηματική δωρεά - επιτρέπεται, ας πούμε, από καιρό σε καιρό να πηγαίνετε στο παντοπωλείο ή στο φαρμακείο για να αγοράσετε φάρμακα.

4. Πολλοί άνθρωποι θέλουν να συμμετάσχουν στη βελτίωση της πόλης τους. Θα πρέπει να επικοινωνήσουν με τις αρμόδιες δομές του τοπικού δήμου, ας πούμε, εκείνες που είναι αρμόδιες για τον καθαρισμό των εδαφών και τον εξωραϊσμό. Μάλλον θα υπάρξει δουλειά. Επιπλέον, επιτρέπεται, ας πούμε, με δική σας πρωτοβουλία να φτιάξετε ένα παρτέρι κάτω από τα παράθυρα του σπιτιού και να φυτέψετε λουλούδια.

5. Υπάρχουν άνθρωποι που αγαπούν πραγματικά τα ζώα και θέλουν να βοηθήσουν αδέσποτα σκυλιά και γάτες. Εάν ανήκετε σε αυτήν την κατηγορία, επικοινωνήστε με τοπικές οργανώσεις για τα δικαιώματα των ζώων ή με ιδιοκτήτες καταφυγίων ζώων. Λοιπόν, αν ζείτε σε μια τεράστια πόλη όπου υπάρχουν ζωολογικοί κήποι, ρωτήστε τη διοίκηση εάν χρειάζονται βοηθοί για τη φροντίδα των ζώων. Ως συνήθως, τέτοιες προσφορές βοήθειας χαιρετίζονται με ευγνωμοσύνη.

6. Είναι αδύνατο να ξεχάσουμε την εκπαίδευση της νεότερης γενιάς. Εάν ένας ενθουσιώδης εθελοντής είναι σε θέση, ας πούμε, να διδάξει μαθήματα σε κάποια σχολική λέσχη ή πολιτιστικό και δημιουργικό κέντρο, θα φέρει τεράστιο όφελος. Με μια λέξη, υπάρχει πολλή κοινωνικά κατάλληλη δουλειά για ανθρώπους που φροντίζουν, για κάθε γούστο και πιθανότητα. Θα υπήρχε μια επιθυμία.

Ο δείκτης υγρασίας είναι ένας δείκτης που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των παραμέτρων μικροκλίματος. Μπορεί να υπολογιστεί εάν έχετε πληροφορίες σχετικά με τις βροχοπτώσεις στην περιοχή για μια αρκετά μεγάλη περίοδο.

Δείκτης υγρασίας

Ο συντελεστής ύγρανσης είναι ένας ειδικός δείκτης που αναπτύχθηκε από ειδικούς στον τομέα της μετεωρολογίας για την αξιολόγηση του βαθμού υγρασίας του μικροκλίματος σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Λήφθηκε υπόψη ότι το μικροκλίμα αντιπροσωπεύει μια μακροπρόθεσμη απόκριση στις καιρικές συνθήκες σε μια δεδομένη περιοχή. Ως εκ τούτου, αποφασίστηκε επίσης να εξεταστεί ο δείκτης υγρασίας για μεγάλο χρονικό διάστημα: ως συνήθως, αυτός ο δείκτης υπολογίζεται με βάση τα δεδομένα που συλλέγονται κατά τη διάρκεια του έτους. Έτσι, ο δείκτης υγρασίας δείχνει πόσο μεγάλο είναι το ποσό της βροχόπτωσης που πέφτει κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου βρίσκεται στην υπό εξέταση περιοχή. Αυτό, με τη σειρά του, είναι ένας από τους κύριους παράγοντες που καθορίζουν το είδος της βλάστησης που επικρατεί στην περιοχή.

Υπολογισμός δείκτη υγρασίας

Ο τύπος για τον υπολογισμό του δείκτη υγρασίας είναι ο εξής: K = R / E. Σε αυτόν τον τύπο, το σύμβολο K υποδηλώνει τον πραγματικό δείκτη υγρασίας και το σύμβολο R δείχνει την ποσότητα της βροχόπτωσης που έπεσε σε μια δεδομένη περιοχή κατά τη διάρκεια του έτους, εκφρασμένη σε χιλιοστά. Τέλος, το σύμβολο Ε αντιπροσωπεύει την ποσότητα της βροχόπτωσης που εξατμίστηκε από την επιφάνεια της γης κατά την ίδια χρονική περίοδο. Η αναφερόμενη ποσότητα βροχόπτωσης, η οποία εκφράζεται επίσης σε χιλιοστά, εξαρτάται από τον τύπο του εδάφους, τη θερμοκρασία σε μια δεδομένη περιοχή σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή και άλλους παράγοντες. Συνεπώς, παρά τη φαινομενική απλότητα του συγκεκριμένου τύπου, ο υπολογισμός του δείκτη υγρασίας απαιτεί μεγάλο αριθμό προκαταβολικών μετρήσεων με χρήση οργάνων ακριβείας και μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο από μια αρκετά μεγάλη ομάδα μετεωρολόγων.Με τη σειρά του, η τιμή του δείκτη υγρασίας σε μια συγκεκριμένη περιοχή, λαμβάνοντας υπόψη όλους αυτούς τους δείκτες, ως συνήθως, μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε με υψηλό βαθμό αξιοπιστίας ποιος τύπος βλάστησης κυριαρχεί σε αυτήν την περιοχή. Έτσι, εάν ο δείκτης υγρασίας υπερβαίνει το 1, αυτό υποδηλώνει υψηλό επίπεδο υγρασίας στη δεδομένη περιοχή, γεγονός που συνεπάγεται το πλεονέκτημα τέτοιων τύπων βλάστησης όπως η τάιγκα, η τούνδρα ή το δάσος-τούντρα. Ένα ικανοποιητικό επίπεδο υγρασίας αντιστοιχεί σε δείκτη υγρασίας 1 και, ως συνήθως, χαρακτηρίζεται από την επικράτηση μικτών ή πλατύφυλλων δασών. Ο δείκτης υγρασίας που κυμαίνεται από 0,6 έως 1 είναι τυπικός για τις δασικές στέππες περιοχές, από 0,3 έως 0,6 - για τις στέπες, από 0,1 έως 0,3 - για τις ημι-ερημικές περιοχές και από 0 έως 0,1 - για τις ερήμους.

Βίντεο σχετικά με το θέμα

jprosto.ru

Αποδοτικότητα

Ας πούμε ότι χαλαρώνουμε στη ντάκα και πρέπει να φέρουμε νερό από το πηγάδι. Κατεβάζουμε τον κουβά μέσα του, μαζεύουμε το νερό και αρχίζουμε να το σηκώνουμε. Ξέχασες ποιος είναι ο στόχος μας; Αυτό είναι σωστό: πάρε λίγο νερό. Αλλά κοίτα: σηκώνουμε όχι μόνο το νερό, αλλά και τον ίδιο τον κουβά, καθώς και τη βαριά αλυσίδα στην οποία κρέμεται. Αυτό συμβολίζεται με ένα βέλος δύο χρωμάτων: το βάρος του φορτίου που σηκώνουμε είναι το άθροισμα του βάρους του νερού και του βάρους του κάδου και της αλυσίδας.

Λαμβάνοντας υπόψη την κατάσταση ποιοτικά, θα πούμε: μαζί με το χρήσιμο έργο της ανύψωσης του νερού, εκτελούμε και άλλες εργασίες - ανύψωση του κάδου και της αλυσίδας. Φυσικά, χωρίς την αλυσίδα και τον κουβά δεν θα μπορούσαμε να τραβήξουμε νερό, αλλά από την άποψη του απώτερου στόχου, το βάρος τους μας «βλάπτει». Εάν αυτό το βάρος ήταν μικρότερο, τότε και η συνολική εργασία που έγινε θα ήταν επίσης μικρότερη (με την ίδια χρήσιμη εργασία).

Τώρα ας προχωρήσουμε σε μια ποσοτική μελέτη αυτών των έργων και ας εισαγάγουμε μια φυσική ποσότητα που ονομάζεται απόδοση.

Εργο. Ο φορτωτής ρίχνει τα μήλα που έχουν επιλεγεί για επεξεργασία από τα καλάθια στο φορτηγό. Η μάζα ενός άδειου καλαθιού είναι 2 κιλά και τα μήλα σε αυτό είναι 18 κιλά. Ποιο είναι το μερίδιο της χρήσιμης εργασίας του φορτωτή από τη συνολική εργασία του;

Λύση. Η πλήρης δουλειά είναι η μετακίνηση μήλων σε καλάθια. Αυτή η εργασία αποτελείται από ανύψωση μήλων και ανύψωση καλαθιών. Σημαντικό: η ανύψωση μήλων είναι χρήσιμη εργασία, αλλά η ανύψωση των καλαθιών είναι «άχρηστη», επειδή ο σκοπός της εργασίας του φορτωτή είναι να μετακινεί μόνο τα μήλα.

Ας εισαγάγουμε τη σημειογραφία: Fя είναι η δύναμη με την οποία τα χέρια σηκώνουν μόνο τα μήλα προς τα πάνω και Fк είναι η δύναμη με την οποία τα χέρια σηκώνουν μόνο το καλάθι προς τα πάνω. Κάθε μία από αυτές τις δυνάμεις είναι ίση με την αντίστοιχη δύναμη βαρύτητας: F=mg.

Χρησιμοποιώντας τον τύπο A = ±(F||· l) , «γράφουμε» το έργο αυτών των δύο δυνάμεων:

Auseful = +Fя · lя = mя g · h και Аuseless = +Fк · lк = mк g · h

Το συνολικό έργο αποτελείται από δύο έργα, δηλαδή ισούται με το άθροισμά τους:

Afull = Auseful + Auseless = mя g h + mк g h = (mя + mк) · g h

Στο πρόβλημα καλούμαστε να υπολογίσουμε το μερίδιο της χρήσιμης εργασίας του φορτωτή από τη συνολική εργασία του. Ας το κάνουμε αυτό διαιρώντας τη χρήσιμη εργασία με το σύνολο:

Στη φυσική, τέτοιες μετοχές εκφράζονται συνήθως σε ποσοστά και συμβολίζονται με το ελληνικό γράμμα «η» (διαβάστε «αυτό»). Ως αποτέλεσμα παίρνουμε:

η = 0,9 ή η = 0,9 100% = 90%, που είναι το ίδιο.

Αυτός ο αριθμός δείχνει ότι από το 100% της συνολικής εργασίας του φορτωτή, το μερίδιο της χρήσιμης εργασίας του είναι 90%. Το πρόβλημα λύθηκε.

Μια φυσική ποσότητα ίση με την αναλογία χρήσιμης εργασίας προς τη συνολική εργασία που έχει γίνει έχει το δικό της όνομα σε συντελεστής φυσικής - απόδοσης - απόδοσης:

Μετά τον υπολογισμό της απόδοσης χρησιμοποιώντας αυτόν τον τύπο, συνήθως πολλαπλασιάζεται επί 100%. Και αντίστροφα: για να αντικατασταθεί η απόδοση σε αυτόν τον τύπο, η τιμή του πρέπει να μετατραπεί από τοις εκατό σε δεκαδικό κλάσμα, διαιρώντας με το 100%.

ερωτήσεις-physics.ru

Απόδοση θερμικής μηχανής. Απόδοση θερμικής μηχανής

Η λειτουργία πολλών τύπων μηχανών χαρακτηρίζεται από έναν τόσο σημαντικό δείκτη όπως η απόδοση της θερμικής μηχανής. Κάθε χρόνο οι μηχανικοί προσπαθούν να δημιουργήσουν πιο προηγμένο εξοπλισμό που, με χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου, θα έδινε το μέγιστο αποτέλεσμα από τη χρήση του.

Συσκευή θερμικής μηχανής

Πριν καταλάβουμε τι είναι η αποδοτικότητα, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί αυτός ο μηχανισμός. Χωρίς να γνωρίζουμε τις αρχές της δράσης του, είναι αδύνατο να ανακαλύψουμε την ουσία αυτού του δείκτη. Μια θερμική μηχανή είναι μια συσκευή που εκτελεί εργασία χρησιμοποιώντας εσωτερική ενέργεια. Κάθε θερμική μηχανή που μετατρέπει τη θερμική ενέργεια σε μηχανική χρησιμοποιεί τη θερμική διαστολή των ουσιών καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Σε κινητήρες στερεάς κατάστασης, είναι δυνατό όχι μόνο να αλλάξει ο όγκος μιας ουσίας, αλλά και το σχήμα του σώματος. Η δράση ενός τέτοιου κινητήρα υπόκειται στους νόμους της θερμοδυναμικής.

Λειτουργική αρχή

Για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ένας θερμικός κινητήρας, είναι απαραίτητο να εξετάσουμε τα βασικά του σχεδιασμού του. Για τη λειτουργία της συσκευής χρειάζονται δύο σώματα: ζεστό (καλοριφέρ) και κρύο (ψυγείο, ψυγείο). Η αρχή λειτουργίας των θερμικών κινητήρων (απόδοση θερμικής μηχανής) εξαρτάται από τον τύπο τους. Συχνά το ψυγείο είναι ένας συμπυκνωτής ατμού και ο θερμαντήρας είναι κάθε τύπος καυσίμου που καίγεται στην εστία. Η απόδοση μιας ιδανικής θερμικής μηχανής βρίσκεται από τον ακόλουθο τύπο:

Efficiency = (Θέατρο - Cool) / Theat. x 100%.

Σε αυτήν την περίπτωση, η απόδοση ενός πραγματικού κινητήρα δεν μπορεί ποτέ να υπερβεί την τιμή που λαμβάνεται σύμφωνα με αυτόν τον τύπο. Επίσης, ο αριθμός αυτός δεν θα υπερβαίνει ποτέ την προαναφερθείσα τιμή. Για να αυξηθεί η απόδοση, τις περισσότερες φορές η θερμοκρασία του θερμαντήρα αυξάνεται και η θερμοκρασία του ψυγείου μειώνεται. Και οι δύο αυτές διαδικασίες θα περιορίζονται από τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας του εξοπλισμού.

Όταν λειτουργεί ένας θερμικός κινητήρας, γίνεται δουλειά, καθώς το αέριο αρχίζει να χάνει ενέργεια και ψύχεται σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Το τελευταίο είναι συνήθως αρκετούς βαθμούς υψηλότερο από τη γύρω ατμόσφαιρα. Αυτή είναι η θερμοκρασία του ψυγείου. Αυτή η ειδική συσκευή έχει σχεδιαστεί για την ψύξη και την επακόλουθη συμπύκνωση του ατμού της εξάτμισης. Όπου υπάρχουν συμπυκνωτές, η θερμοκρασία του ψυγείου είναι μερικές φορές χαμηλότερη από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Σε μια θερμική μηχανή, όταν ένα σώμα θερμαίνεται και διαστέλλεται, δεν είναι σε θέση να αφήσει όλη την εσωτερική του ενέργεια για να κάνει εργασία. Μέρος της θερμότητας θα μεταφερθεί στο ψυγείο μαζί με τα καυσαέρια ή τον ατμό. Αυτό το μέρος της θερμικής εσωτερικής ενέργειας χάνεται αναπόφευκτα. Κατά την καύση του καυσίμου, το ρευστό εργασίας λαμβάνει μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας Q1 από τη θερμάστρα. Ταυτόχρονα, εξακολουθεί να εκτελεί το έργο Α, κατά το οποίο μεταφέρει μέρος της θερμικής ενέργειας στο ψυγείο: Q2

Η απόδοση χαρακτηρίζει την απόδοση του κινητήρα στον τομέα της μετατροπής και της μετάδοσης ενέργειας. Αυτός ο δείκτης μετριέται συχνά ως ποσοστό. Φόρμουλα απόδοσης:

η*A/Qx100%, όπου Q είναι η ενέργεια που καταναλώνεται, Α είναι η χρήσιμη εργασία.

Με βάση το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η απόδοση θα είναι πάντα μικρότερη από τη μονάδα. Με άλλα λόγια, δεν θα υπάρξει ποτέ πιο χρήσιμη εργασία από την ενέργεια που δαπανάται σε αυτήν.

Η απόδοση του κινητήρα είναι ο λόγος της χρήσιμης εργασίας προς την ενέργεια που παρέχεται από τη θερμάστρα. Μπορεί να αναπαρασταθεί με τη μορφή του ακόλουθου τύπου:

η = (Q1-Q2)/ Q1, όπου Q1 είναι η θερμότητα που λαμβάνεται από τη θερμάστρα και Q2 είναι η θερμότητα που δίνεται στο ψυγείο.

Λειτουργία θερμικού κινητήρα

Η εργασία που εκτελείται από μια θερμική μηχανή υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

A = |QH| - |QX|, όπου Α είναι έργο, QH είναι η ποσότητα θερμότητας που λαμβάνεται από τη θερμάστρα, QX είναι η ποσότητα θερμότητας που δίνεται στον ψύκτη.

|QH| - |QX|)/|QH| = 1 - |QX|/|QH|

Είναι ίσο με την αναλογία της εργασίας που κάνει ο κινητήρας προς την ποσότητα της θερμότητας που λαμβάνει. Μέρος της θερμικής ενέργειας χάνεται κατά τη διάρκεια αυτής της μεταφοράς.

Κινητήρας Carnot

Η μέγιστη απόδοση μιας θερμικής μηχανής παρατηρείται στη συσκευή Carnot. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σε αυτό το σύστημα εξαρτάται μόνο από την απόλυτη θερμοκρασία του θερμαντήρα (Tn) και του ψυγείου (Tx). Η απόδοση μιας θερμικής μηχανής που λειτουργεί σύμφωνα με τον κύκλο Carnot προσδιορίζεται από τον ακόλουθο τύπο:

(Tn - Tx)/ Tn = - Tx - Tn.

Οι νόμοι της θερμοδυναμικής επέτρεψαν τον υπολογισμό της μέγιστης δυνατής απόδοσης. Αυτός ο δείκτης υπολογίστηκε για πρώτη φορά από τον Γάλλο επιστήμονα και μηχανικό Sadi Carnot. Εφηύρε μια θερμική μηχανή που λειτουργούσε με ιδανικό αέριο. Λειτουργεί σε έναν κύκλο 2 ισόθερμων και 2 αδιαβάτων. Η αρχή της λειτουργίας του είναι αρκετά απλή: ένας θερμαντήρας συνδέεται με ένα δοχείο με αέριο, ως αποτέλεσμα του οποίου το ρευστό εργασίας διαστέλλεται ισοθερμικά. Ταυτόχρονα λειτουργεί και δέχεται μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας. Στη συνέχεια το δοχείο μονώνεται θερμικά. Παρόλα αυτά, το αέριο συνεχίζει να διαστέλλεται, αλλά αδιαβατικά (χωρίς ανταλλαγή θερμότητας με το περιβάλλον). Αυτή τη στιγμή, η θερμοκρασία του πέφτει σε αυτή ενός ψυγείου. Αυτή τη στιγμή, το αέριο έρχεται σε επαφή με το ψυγείο, με αποτέλεσμα να εκπέμπει μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας κατά την ισομετρική συμπίεση. Στη συνέχεια το δοχείο θερμομονώνεται ξανά. Σε αυτή την περίπτωση, το αέριο συμπιέζεται αδιαβατικά στον αρχικό του όγκο και κατάσταση.

ποικιλίες

Σήμερα, υπάρχουν πολλοί τύποι θερμικών μηχανών που λειτουργούν με διαφορετικές αρχές και με διαφορετικά καύσιμα. Όλα έχουν τη δική τους αποτελεσματικότητα. Αυτά περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

Ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης (έμβολο), ο οποίος είναι ένας μηχανισμός όπου μέρος της χημικής ενέργειας του καυσίμου που καίγεται μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια. Τέτοιες συσκευές μπορεί να είναι αέριο και υγρό. Υπάρχουν δίχρονοι και τετράχρονοι κινητήρες. Μπορούν να έχουν συνεχή κύκλο λειτουργίας. Σύμφωνα με τη μέθοδο παρασκευής του μείγματος καυσίμου, τέτοιοι κινητήρες είναι καρμπυρατέρ (με εξωτερικό σχηματισμό μείγματος) και ντίζελ (με εσωτερικό). Ανάλογα με τον τύπο του μετατροπέα ενέργειας, χωρίζονται σε έμβολο, πίδακα, τουρμπίνα και συνδυασμένα. Η απόδοση τέτοιων μηχανών δεν υπερβαίνει το 0,5.

Ο κινητήρας Stirling είναι μια συσκευή στην οποία το υγρό εργασίας βρίσκεται σε περιορισμένο χώρο. Είναι ένας τύπος κινητήρα εξωτερικής καύσης. Η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στην περιοδική ψύξη/θέρμανση του σώματος με την παραγωγή ενέργειας λόγω μεταβολών του όγκου του. Αυτός είναι ένας από τους πιο αποδοτικούς κινητήρες.

Στροβιλοκινητήρας (περιστροφικός) με εξωτερική καύση καυσίμου. Τέτοιες εγκαταστάσεις συναντώνται συχνότερα σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς.

Οι τουρμπίνες (περιστροφικοί) κινητήρες εσωτερικής καύσης χρησιμοποιούνται σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς σε κατάσταση αιχμής. Όχι τόσο διαδεδομένο όσο άλλοι.

Ένας στροβιλοκινητήρας παράγει μέρος της ώθησής του μέσω της προπέλας του. Τα υπόλοιπα τα παίρνει από τα καυσαέρια. Ο σχεδιασμός του είναι ένας περιστροφικός κινητήρας (αεριοστρόβιλος), στον άξονα του οποίου είναι τοποθετημένη μια έλικα.

Άλλοι τύποι θερμικών μηχανών

Μηχανές πυραύλων, στροβιλοκινητήρων και αεριωθουμένων που λαμβάνουν ώση από τα καυσαέρια.

Οι κινητήρες στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούν στερεά ύλη ως καύσιμο. Κατά τη λειτουργία, δεν αλλάζει ο όγκος του, αλλά το σχήμα του. Κατά τη λειτουργία του εξοπλισμού, χρησιμοποιείται μια εξαιρετικά μικρή διαφορά θερμοκρασίας.

Πώς μπορείτε να αυξήσετε την αποτελεσματικότητα

Είναι δυνατόν να αυξηθεί η απόδοση μιας θερμικής μηχανής; Η απάντηση πρέπει να αναζητηθεί στη θερμοδυναμική. Μελετά τους αμοιβαίους μετασχηματισμούς διαφορετικών τύπων ενέργειας. Έχει διαπιστωθεί ότι είναι αδύνατη η μετατροπή όλης της διαθέσιμης θερμικής ενέργειας σε ηλεκτρική, μηχανική κλπ. Ωστόσο, η μετατροπή τους σε θερμική ενέργεια γίνεται χωρίς περιορισμούς. Αυτό είναι δυνατό λόγω του γεγονότος ότι η φύση της θερμικής ενέργειας βασίζεται στην άτακτη (χαοτική) κίνηση των σωματιδίων.

Όσο περισσότερο θερμαίνεται ένα σώμα, τόσο πιο γρήγορα θα κινούνται τα συστατικά του μόρια. Η κίνηση των σωματιδίων θα γίνει ακόμα πιο ασταθής. Μαζί με αυτό, όλοι γνωρίζουν ότι η τάξη μπορεί εύκολα να μετατραπεί σε χάος, το οποίο είναι πολύ δύσκολο να παραγγελθεί.

fb.ru

Η σύγχρονη πραγματικότητα απαιτεί την ευρεία χρήση θερμικών μηχανών. Πολλές προσπάθειες αντικατάστασής τους με ηλεκτροκινητήρες έχουν αποτύχει μέχρι στιγμής. Τα προβλήματα που σχετίζονται με τη συσσώρευση ηλεκτρικής ενέργειας σε αυτόνομα συστήματα είναι δύσκολο να επιλυθούν.

Τα προβλήματα της τεχνολογίας κατασκευής μπαταριών ηλεκτρικής ενέργειας, λαμβάνοντας υπόψη τη μακροχρόνια χρήση τους, εξακολουθούν να είναι επίκαιρα. Τα χαρακτηριστικά ταχύτητας των ηλεκτρικών οχημάτων απέχουν πολύ από αυτά των αυτοκινήτων με κινητήρες εσωτερικής καύσης.

Τα πρώτα βήματα για τη δημιουργία υβριδικών κινητήρων μπορούν να μειώσουν σημαντικά τις επιβλαβείς εκπομπές στις μεγαλουπόλεις, λύνοντας περιβαλλοντικά προβλήματα.

Λίγη ιστορία

Η δυνατότητα μετατροπής της ενέργειας του ατμού σε ενέργεια κίνησης ήταν γνωστή στην αρχαιότητα. 130 π.Χ.: Ο φιλόσοφος Ήρων από την Αλεξάνδρεια παρουσίασε στο κοινό ένα ατμοπαιχνίδι -αιολιπίλ. Η σφαίρα γεμάτη με ατμό άρχισε να περιστρέφεται υπό την επίδραση των πίδακες που προέρχονταν από αυτήν. Αυτό το πρωτότυπο των σύγχρονων ατμοστροβίλων δεν χρησιμοποιήθηκε εκείνη την εποχή.

Για πολλά χρόνια και αιώνες, οι εξελίξεις του φιλοσόφου θεωρούνταν απλώς ένα διασκεδαστικό παιχνίδι. Το 1629, ο Ιταλός D. Branchi δημιούργησε μια ενεργή τουρμπίνα. Ο ατμός οδήγησε έναν δίσκο εξοπλισμένο με λεπίδες.

Από εκείνη τη στιγμή άρχισε η ραγδαία ανάπτυξη των ατμομηχανών.

Θερμομηχανή

Η μετατροπή του καυσίμου σε ενέργεια κίνησης εξαρτημάτων και μηχανισμών μηχανής χρησιμοποιείται σε θερμικές μηχανές.

Τα κύρια μέρη των μηχανών: θερμαντήρας (σύστημα λήψης ενέργειας από το εξωτερικό), υγρό εργασίας (εκτελεί χρήσιμη δράση), ψυγείο.

Ο θερμαντήρας έχει σχεδιαστεί για να διασφαλίζει ότι το ρευστό εργασίας συσσωρεύει επαρκή παροχή εσωτερικής ενέργειας για την εκτέλεση χρήσιμης εργασίας. Το ψυγείο αφαιρεί την υπερβολική ενέργεια.

Το κύριο χαρακτηριστικό της απόδοσης ονομάζεται απόδοση των θερμικών μηχανών. Αυτή η τιμή δείχνει πόσο από την ενέργεια που δαπανάται για θέρμανση δαπανάται για την εκτέλεση χρήσιμης εργασίας. Όσο υψηλότερη είναι η απόδοση, τόσο πιο κερδοφόρα είναι η λειτουργία του μηχανήματος, αλλά αυτή η τιμή δεν μπορεί να υπερβαίνει το 100%.

Υπολογισμός απόδοσης

Αφήστε τη θερμάστρα να αποκτήσει από έξω ενέργεια ίση με Q 1 . Το υγρό εργασίας εκτελούσε το έργο Α, ενώ η ενέργεια που δόθηκε στο ψυγείο ανερχόταν σε Q 2.

Με βάση τον ορισμό, υπολογίζουμε την τιμή απόδοσης:

η= A / Q 1 . Ας λάβουμε υπόψη ότι A = Q 1 - Q 2.

Ως εκ τούτου, η απόδοση της θερμικής μηχανής, ο τύπος της οποίας είναι η = (Q 1 - Q 2) / Q 1 = 1 - Q 2 / Q 1, μας επιτρέπει να βγάλουμε τα ακόλουθα συμπεράσματα:

• Η απόδοση δεν μπορεί να υπερβαίνει το 1 (ή το 100%).
• Για να μεγιστοποιηθεί αυτή η τιμή, είναι απαραίτητο είτε να αυξηθεί η ενέργεια που λαμβάνεται από τη θερμάστρα είτε να μειωθεί η ενέργεια που δίνεται στο ψυγείο.
• Η αύξηση της ενέργειας του θερμαντήρα επιτυγχάνεται με την αλλαγή της ποιότητας του καυσίμου.
• Τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού των κινητήρων μπορούν να μειώσουν την ενέργεια που δίνεται στο ψυγείο.

Ιδανικός θερμικός κινητήρας

Είναι δυνατόν να δημιουργηθεί ένας κινητήρας του οποίου η απόδοση θα ήταν μέγιστη (ιδανικά ίση με 100%); Ο Γάλλος θεωρητικός φυσικός και ταλαντούχος μηχανικός Sadi Carnot προσπάθησε να βρει την απάντηση σε αυτό το ερώτημα. Το 1824, οι θεωρητικοί του υπολογισμοί σχετικά με τις διεργασίες που συμβαίνουν στα αέρια δημοσιοποιήθηκαν.

Η κύρια ιδέα που είναι εγγενής στην ιδανική μηχανή μπορεί να θεωρηθεί ότι εκτελεί αναστρέψιμες διεργασίες με ένα ιδανικό αέριο. Ξεκινάμε διαστέλλοντας το αέριο ισόθερμα στη θερμοκρασία T 1 . Η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για αυτό είναι Q 1. Στη συνέχεια, το αέριο διαστέλλεται χωρίς ανταλλαγή θερμότητας. Έχοντας φτάσει στη θερμοκρασία T 2, το αέριο συμπιέζεται ισοθερμικά, μεταφέροντας ενέργεια Q 2 στο ψυγείο. Το αέριο επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση αδιαβατικά.

Η απόδοση μιας ιδανικής θερμικής μηχανής Carnot, όταν υπολογίζεται με ακρίβεια, είναι ίση με την αναλογία της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ των συσκευών θέρμανσης και ψύξης προς τη θερμοκρασία του θερμαντήρα. Μοιάζει με αυτό: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Η πιθανή απόδοση μιας θερμικής μηχανής, ο τύπος της οποίας είναι: η = 1 - T 2 / T 1, εξαρτάται μόνο από τις θερμοκρασίες του θερμαντήρα και του ψυγείου και δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 100%.

Επιπλέον, αυτή η σχέση μας επιτρέπει να αποδείξουμε ότι η απόδοση των θερμικών μηχανών μπορεί να είναι ίση με τη μονάδα μόνο όταν το ψυγείο φτάσει σε θερμοκρασίες. Όπως είναι γνωστό, αυτή η τιμή είναι ανέφικτη.

Οι θεωρητικοί υπολογισμοί του Carnot καθιστούν δυνατό τον προσδιορισμό της μέγιστης απόδοσης μιας θερμικής μηχανής οποιουδήποτε σχεδίου.

Το θεώρημα που αποδείχθηκε από τον Carnot είναι το εξής. Σε καμία περίπτωση μια αυθαίρετη θερμική μηχανή δεν μπορεί να έχει απόδοση μεγαλύτερη από την ίδια τιμή απόδοσης μιας ιδανικής θερμικής μηχανής.

Παράδειγμα επίλυσης προβλημάτων

Παράδειγμα 1. Ποια είναι η απόδοση μιας ιδανικής θερμικής μηχανής εάν η θερμοκρασία του θερμαντήρα είναι 800 o C και η θερμοκρασία του ψυγείου είναι 500 o C χαμηλότερη;

T 1 = 800 o C = 1073 K, ∆T = 500 o C = 500 K, η - ?

Εξ ορισμού: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Δεν μας δίνεται η θερμοκρασία του ψυγείου, αλλά ΔT= (T 1 - T 2), επομένως:

η= ∆T / T 1 = 500 K/1073 K = 0,46.

Απάντηση: Αποδοτικότητα = 46%.

Παράδειγμα 2. Προσδιορίστε την απόδοση μιας ιδανικής θερμικής μηχανής εάν, λόγω του ληφθέντος kilojoule ενέργειας του θερμαντήρα, εκτελείται χρήσιμο έργο 650 J. Ποια είναι η θερμοκρασία του θερμαντήρα της θερμικής μηχανής εάν η θερμοκρασία του ψυχρότερου είναι 400 K;

Q 1 = 1 kJ = 1000 J, A = 650 J, T 2 = 400 K, η - ?, T 1 = ?

Σε αυτό το πρόβλημα μιλάμε για μια θερμική εγκατάσταση, η απόδοση της οποίας μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:

Για να προσδιορίσουμε τη θερμοκρασία του θερμαντήρα, χρησιμοποιούμε τον τύπο για την απόδοση μιας ιδανικής θερμικής μηχανής:

η = (T 1 - T 2)/ T 1 = 1 - T 2 / T 1.

Αφού εκτελέσουμε μαθηματικούς μετασχηματισμούς, παίρνουμε:

T 1 = T 2 /(1- η).

T 1 = T 2 / (1- A / Q 1).

Ας υπολογίσουμε:

η= 650 J/ 1000 J = 0,65.

T 1 = 400 K / (1- 650 J / 1000 J) = 1142,8 K.

Απάντηση: η= 65%, Τ 1 = 1142,8 Κ.

Πραγματικές συνθήκες

Ένας ιδανικός θερμικός κινητήρας έχει σχεδιαστεί με γνώμονα τις ιδανικές διαδικασίες. Η εργασία εκτελείται μόνο σε ισοθερμικές διεργασίες· η τιμή της καθορίζεται ως η περιοχή που περιορίζεται από το γράφημα του κύκλου Carnot.

Στην πραγματικότητα, είναι αδύνατο να δημιουργηθούν συνθήκες για να συμβεί η διαδικασία αλλαγής της κατάστασης ενός αερίου χωρίς συνοδευτικές αλλαγές θερμοκρασίας. Δεν υπάρχουν υλικά που θα αποκλείουν την ανταλλαγή θερμότητας με τα γύρω αντικείμενα. Η αδιαβατική διαδικασία καθίσταται αδύνατη να πραγματοποιηθεί. Στην περίπτωση ανταλλαγής θερμότητας, η θερμοκρασία του αερίου πρέπει απαραίτητα να αλλάξει.

Η απόδοση των θερμικών μηχανών που δημιουργούνται σε πραγματικές συνθήκες διαφέρει σημαντικά από την απόδοση των ιδανικών κινητήρων. Σημειώστε ότι οι διεργασίες σε πραγματικούς κινητήρες συμβαίνουν τόσο γρήγορα που η διακύμανση της εσωτερικής θερμικής ενέργειας της ουσίας εργασίας κατά τη διαδικασία αλλαγής του όγκου της δεν μπορεί να αντισταθμιστεί από την εισροή θερμότητας από τον θερμαντήρα και τη μεταφορά στο ψυγείο.

Άλλες θερμικές μηχανές

Οι πραγματικοί κινητήρες λειτουργούν σε διαφορετικούς κύκλους:

• Otto cycle: μια διαδικασία με σταθερό όγκο αλλάζει αδιαβατικά, δημιουργώντας έναν κλειστό κύκλο.
• Κύκλος ντίζελ: ισοβαρή, αδιαβατική, ισόχωρη, αδιαβατική;
• η διαδικασία που συμβαίνει σε σταθερή πίεση αντικαθίσταται από μια αδιαβατική, κλείνοντας τον κύκλο.

Δεν είναι δυνατό να δημιουργηθούν διαδικασίες ισορροπίας σε πραγματικούς κινητήρες (για να τους φέρουμε πιο κοντά στους ιδανικούς) με τη σύγχρονη τεχνολογία. Η απόδοση των θερμικών κινητήρων είναι σημαντικά χαμηλότερη, ακόμη και αν ληφθούν υπόψη οι ίδιες συνθήκες θερμοκρασίας όπως σε μια ιδανική θερμική εγκατάσταση.

Αλλά ο ρόλος της φόρμουλας υπολογισμού της απόδοσης δεν πρέπει να μειωθεί, καθώς είναι ακριβώς αυτό που γίνεται το σημείο εκκίνησης στη διαδικασία εργασίας για την αύξηση της απόδοσης των πραγματικών κινητήρων.

Τρόποι αλλαγής της αποτελεσματικότητας

Κατά τη σύγκριση ιδανικών και πραγματικών θερμικών μηχανών, αξίζει να σημειωθεί ότι η θερμοκρασία του ψυγείου του τελευταίου δεν μπορεί να είναι καμία. Συνήθως η ατμόσφαιρα θεωρείται ψυγείο. Η θερμοκρασία της ατμόσφαιρας μπορεί να γίνει αποδεκτή μόνο σε κατά προσέγγιση υπολογισμούς. Η εμπειρία δείχνει ότι η θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού είναι ίση με τη θερμοκρασία των καυσαερίων στους κινητήρες, όπως συμβαίνει στους κινητήρες εσωτερικής καύσης (συντομογραφία ICE).

Το ICE είναι η πιο κοινή θερμική μηχανή στον κόσμο μας. Η απόδοση της θερμικής μηχανής σε αυτή την περίπτωση εξαρτάται από τη θερμοκρασία που δημιουργείται από το καύσιμο που καίγεται. Μια σημαντική διαφορά μεταξύ των κινητήρων εσωτερικής καύσης και των ατμομηχανών είναι η συγχώνευση των λειτουργιών του θερμαντήρα και του ρευστού εργασίας της συσκευής στο μείγμα αέρα-καυσίμου. Καθώς το μείγμα καίγεται, δημιουργεί πίεση στα κινούμενα μέρη του κινητήρα.

Επιτυγχάνεται αύξηση της θερμοκρασίας των αερίων εργασίας, αλλάζοντας σημαντικά τις ιδιότητες του καυσίμου. Δυστυχώς, αυτό δεν μπορεί να γίνει επ' αόριστον. Οποιοδήποτε υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένος ο θάλαμος καύσης ενός κινητήρα έχει το δικό του σημείο τήξης. Η αντίσταση στη θερμότητα τέτοιων υλικών είναι το κύριο χαρακτηριστικό του κινητήρα, καθώς και η ικανότητα να επηρεάζει σημαντικά την απόδοση.

Τιμές απόδοσης κινητήρα

Εάν λάβουμε υπόψη τη θερμοκρασία του ατμού εργασίας στην είσοδο του οποίου είναι 800 K και τα καυσαέρια - 300 K, τότε η απόδοση αυτού του μηχανήματος είναι 62%. Στην πραγματικότητα, αυτή η τιμή δεν υπερβαίνει το 40%. Αυτή η μείωση συμβαίνει λόγω των απωλειών θερμότητας κατά τη θέρμανση του περιβλήματος του στροβίλου.

Η υψηλότερη τιμή εσωτερικής καύσης δεν υπερβαίνει το 44%. Η αύξηση αυτής της αξίας είναι θέμα του άμεσου μέλλοντος. Η αλλαγή των ιδιοτήτων των υλικών και των καυσίμων είναι ένα πρόβλημα πάνω στο οποίο εργάζονται τα καλύτερα μυαλά της ανθρωπότητας.

Ο συντελεστής αποδοτικότητας (efficiency) είναι ένας όρος που μπορεί να εφαρμοστεί, ίσως, σε κάθε σύστημα και συσκευή. Ακόμη και ένα άτομο έχει έναν παράγοντα αποτελεσματικότητας, αν και πιθανώς δεν υπάρχει ακόμη αντικειμενική φόρμουλα για την εύρεση του. Σε αυτό το άρθρο θα εξηγήσουμε λεπτομερώς τι είναι η απόδοση και πώς μπορεί να υπολογιστεί για διάφορα συστήματα.

Ορισμός αποτελεσματικότητας

Η αποδοτικότητα είναι ένας δείκτης που χαρακτηρίζει την αποτελεσματικότητα ενός συστήματος όσον αφορά την παραγωγή ή τη μετατροπή ενέργειας. Η αποδοτικότητα είναι μια μη μετρήσιμη ποσότητα και αναπαρίσταται είτε ως αριθμητική τιμή στην περιοχή από 0 έως 1, είτε ως ποσοστό.

Γενικός τύπος

Η απόδοση υποδεικνύεται με το σύμβολο Ƞ.

Ο γενικός μαθηματικός τύπος για την εύρεση της απόδοσης γράφεται ως εξής:

Ƞ=A/Q, όπου Α είναι η χρήσιμη ενέργεια/έργο που εκτελείται από το σύστημα και Q είναι η ενέργεια που καταναλώνεται από αυτό το σύστημα για να οργανώσει τη διαδικασία απόκτησης χρήσιμης παραγωγής.

Ο συντελεστής απόδοσης, δυστυχώς, είναι πάντα μικρότερος ή ίσος με τη μονάδα, αφού, σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, δεν μπορούμε να λάβουμε περισσότερο έργο από την ενέργεια που δαπανάται. Επιπλέον, η απόδοση, στην πραγματικότητα, είναι εξαιρετικά σπάνια ίση με την ενότητα, καθώς η χρήσιμη εργασία συνοδεύεται πάντα από απώλειες, για παράδειγμα, για τη θέρμανση του μηχανισμού.

Απόδοση θερμικής μηχανής

Η θερμική μηχανή είναι μια συσκευή που μετατρέπει τη θερμική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια. Σε μια θερμική μηχανή, η εργασία καθορίζεται από τη διαφορά μεταξύ της ποσότητας θερμότητας που λαμβάνεται από τη θερμάστρα και της ποσότητας θερμότητας που δίνεται στον ψύκτη, και επομένως η απόδοση καθορίζεται από τον τύπο:

• Ƞ=Qн-Qх/Qн, όπου Qн είναι η ποσότητα θερμότητας που λαμβάνεται από τον θερμαντήρα και Qх είναι η ποσότητα θερμότητας που δίνεται στο ψυγείο.

Πιστεύεται ότι η υψηλότερη απόδοση παρέχεται από κινητήρες που λειτουργούν στον κύκλο Carnot. Σε αυτή την περίπτωση, η απόδοση καθορίζεται από τον τύπο:

• Ƞ=T1-T2/T1, όπου T1 είναι η θερμοκρασία της θερμής πηγής, T2 είναι η θερμοκρασία της ψυχρής πηγής.

Απόδοση ηλεκτρικού κινητήρα

Ένας ηλεκτροκινητήρας είναι μια συσκευή που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια, επομένως η απόδοση σε αυτή την περίπτωση είναι ο λόγος απόδοσης της συσκευής στη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια. Ο τύπος για την εύρεση της απόδοσης ενός ηλεκτροκινητήρα μοιάζει με αυτό:

• Ƞ=P2/P1, όπου P1 είναι η παρεχόμενη ηλεκτρική ισχύς, P2 είναι η χρήσιμη μηχανική ισχύς που παράγεται από τον κινητήρα.

Η ηλεκτρική ισχύς βρίσκεται ως το γινόμενο του ρεύματος και της τάσης του συστήματος (P=UI) και η μηχανική ισχύς ως ο λόγος της εργασίας ανά μονάδα χρόνου (P=A/t)

Απόδοση μετασχηματιστή

Ο μετασχηματιστής είναι μια συσκευή που μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα μιας τάσης σε εναλλασσόμενο ρεύμα μιας άλλης τάσης διατηρώντας τη συχνότητα. Επιπλέον, οι μετασχηματιστές μπορούν επίσης να μετατρέψουν το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές ρεύμα.

Η απόδοση του μετασχηματιστή βρίσκεται από τον τύπο:

• Ƞ=1/1+(P0+PL*n2)/(P2*n), όπου P0 είναι η απώλεια χωρίς φορτίο, PL είναι η απώλεια φορτίου, P2 είναι η ενεργή ισχύς που παρέχεται στο φορτίο, n είναι ο σχετικός βαθμός του φορτίου.

Αποτελεσματικότητα ή όχι αποτελεσματικότητα;

Αξίζει να σημειωθεί ότι εκτός από την απόδοση, υπάρχει μια σειρά από δείκτες που χαρακτηρίζουν την αποδοτικότητα των ενεργειακών διεργασιών και μερικές φορές μπορούμε να συναντήσουμε περιγραφές όπως - απόδοση της τάξης του 130%, ωστόσο σε αυτή την περίπτωση πρέπει να καταλάβουμε ότι ο όρος δεν χρησιμοποιείται εντελώς σωστά και, πιθανότατα, ο συγγραφέας ή ο κατασκευαστής κατανοεί αυτή τη συντομογραφία ως ένα ελαφρώς διαφορετικό χαρακτηριστικό.

Για παράδειγμα, οι αντλίες θερμότητας διακρίνονται από το γεγονός ότι μπορούν να απελευθερώσουν περισσότερη θερμότητα από αυτή που καταναλώνουν. Έτσι, ένα ψυκτικό μηχάνημα μπορεί να αφαιρέσει περισσότερη θερμότητα από το αντικείμενο που ψύχεται από ό,τι καταναλώθηκε σε ισοδύναμη ενέργεια για να οργανώσει την αφαίρεση. Ο δείκτης απόδοσης μιας ψυκτικής μηχανής ονομάζεται συντελεστής ψύξης, που συμβολίζεται με το γράμμα Ɛ και καθορίζεται από τον τύπο: Ɛ=Qx/A, όπου Qx είναι η θερμότητα που αφαιρείται από το ψυχρό άκρο, A είναι η εργασία που δαπανάται για τη διαδικασία αφαίρεσης . Ωστόσο, μερικές φορές ο συντελεστής ψύξης ονομάζεται επίσης απόδοση της ψυκτικής μηχανής.

Είναι επίσης ενδιαφέρον ότι η απόδοση των λεβήτων που λειτουργούν με οργανικά καύσιμα υπολογίζεται συνήθως με βάση τη χαμηλότερη θερμογόνο δύναμη και μπορεί να είναι μεγαλύτερη από τη μονάδα. Ωστόσο, εξακολουθεί να ονομάζεται παραδοσιακά αποτελεσματικότητα. Είναι δυνατό να προσδιοριστεί η απόδοση ενός λέβητα από την υψηλότερη θερμογόνο δύναμη και τότε θα είναι πάντα μικρότερη από μία, αλλά σε αυτήν την περίπτωση θα είναι άβολο να συγκρίνουμε την απόδοση των λεβήτων με δεδομένα από άλλες εγκαταστάσεις.