สไลด์ 1

สถาบันการศึกษาในกำกับของรัฐ "โรงเรียนมัธยมหมายเลข 1", Malaya Vishera, อัลกอริทึมของภูมิภาค Novgorod สำหรับการแก้ปัญหาเพื่อกำหนดประสิทธิภาพ วงจรความร้อนตามกราฟของการพึ่งพาความดันต่อปริมาตร รวบรวมโดย Lukyanets Nadezhda Nikolaevna อาจารย์ฟิสิกส์ประเภทคุณสมบัติสูงสุดปี 2554

สไลด์ 2

ภารกิจคือการกำหนดประสิทธิภาพจากกราฟความดันเทียบกับปริมาตร คำนวณประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนโดยใช้ก๊าซในอุดมคติที่มีโมเลกุลเดี่ยวเป็นสารทำงานและทำงานตามวงจรที่แสดงในรูป การปรากฏตัวของภาพวาดและบันทึกใหม่เกิดขึ้นหลังจากการคลิกเมาส์เท่านั้น

สไลด์ 3

ภารกิจคือการกำหนดประสิทธิภาพจากกราฟความดันเทียบกับปริมาตร คำนวณประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนโดยใช้ก๊าซในอุดมคติที่มีโมเลกุลเดี่ยวเป็นสารทำงานและทำงานตามวงจรที่แสดงในรูป

สไลด์ 4

คำแนะนำที่ 1 ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดปริมาณความร้อนที่ได้รับหรือปล่อยออกมาในแต่ละกระบวนการโดยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ปริมาณความร้อนคำนวณตามกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์

สไลด์ 5

คำแนะนำหมายเลข 2 งานที่ทำในกระบวนการใด ๆ จะมีค่าเท่ากับพื้นที่ของรูปที่อยู่ใต้กราฟในพิกัด P(V) พื้นที่ของรูปที่แรเงาเท่ากับงานในกระบวนการที่ 2-3 และพื้นที่ของรูปที่แรเงาเท่ากับงานในกระบวนการที่ 4-1 และงานของก๊าซนี้จะเป็นลบ , เพราะ จาก 4 เป็น 1 ระดับเสียงจะลดลง งานต่อรอบเท่ากับผลรวมของงานเหล่านี้ ดังนั้นงานที่ทำโดยแก๊สต่อรอบจึงเท่ากับตัวเลขกับพื้นที่ของรอบนี้

สไลด์ 6

อัลกอริทึมสำหรับการแก้ปัญหา 1. เขียนสูตรประสิทธิภาพ 2. กำหนดการทำงานของแก๊สตามพื้นที่ของกระบวนการตามพิกัด P, V 3. วิเคราะห์ปริมาณความร้อนที่ถูกดูดซับและไม่ปล่อยออกมาในกระบวนการใด 4.ใช้กฎข้อที่ 1 ของอุณหพลศาสตร์คำนวณปริมาณความร้อนที่ได้รับ 5. คำนวณประสิทธิภาพ

สไลด์ 7

1. เขียนสูตรประสิทธิภาพ 2. กำหนดการทำงานของแก๊สตามพื้นที่ของกระบวนการตามพิกัด P, V สารละลาย

สไลด์ 8

1. กระบวนการ1–2 V = const, P T Q ถูกดูดซับ 2. กระบวนการที่ 2 – 3. P = const, V , T Q ถูกดูดซับ 3. กระบวนการที่ 3 – 4. V = const, P , T Q ถูกปล่อยออกมา 4. กระบวนการที่ 4 – 1. P = const, V , T Q ปล่อยออกมา 3. วิเคราะห์ว่ากระบวนการใดที่ปริมาณความร้อนถูกดูดซับและไม่ปล่อยออกมา

สไลด์ 9

สำหรับกระบวนการที่ 1-2 4. ใช้กฎข้อที่ 1 ของอุณหพลศาสตร์คำนวณปริมาณความร้อนที่ได้รับ ดังนั้น สำหรับกระบวนการไอโซคอริก ให้ลบอันบนออกจากสมการล่าง

งานที่เครื่องยนต์ทำคือ:

กระบวนการนี้ได้รับการพิจารณาครั้งแรกโดยวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส N. L. S. Carnot ในปี 1824 ในหนังสือ "ภาพสะท้อนแรงผลักดันของไฟและบนเครื่องจักรที่สามารถพัฒนาพลังนี้ได้"

เป้าหมายของการวิจัยของ Carnot คือการค้นหาสาเหตุของความไม่สมบูรณ์ของเครื่องยนต์ความร้อนในเวลานั้น (มีประสิทธิภาพ ≤ 5%) และค้นหาวิธีปรับปรุง

วัฏจักรคาร์โนต์มีประสิทธิภาพมากที่สุด ประสิทธิภาพสูงสุด

รูปนี้แสดงกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ของวัฏจักร ในระหว่างการขยายตัวของอุณหภูมิคงที่ (1-2) ที่อุณหภูมิ ต 1 งานเสร็จสิ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของเครื่องทำความร้อนเช่น เนื่องจากการจ่ายความร้อนให้กับแก๊ส ถาม:

ก 12 = ถาม 1 ,

การระบายความร้อนด้วยแก๊สก่อนการบีบอัด (3-4) เกิดขึ้นระหว่างการขยายตัวแบบอะเดียแบติก (2-3) การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน ∆U 23 ในระหว่างกระบวนการอะเดียแบติก ( ถาม = 0) ถูกแปลงเป็นงานเครื่องกลโดยสมบูรณ์:

ก 23 = -∆U 23 ,

อุณหภูมิของก๊าซอันเป็นผลมาจากการขยายตัวแบบอะเดียแบติก (2-3) ลดลงจนถึงอุณหภูมิของตู้เย็น ต 2 < ต 1 . ในกระบวนการ (3-4) ก๊าซจะถูกบีบอัดด้วยความร้อนเพื่อถ่ายเทปริมาณความร้อนไปยังตู้เย็น คำถามที่ 2:

ก 34 = ค 2,

วงจรจบลงด้วยกระบวนการอัดอะเดียแบติก (4-1) ซึ่งก๊าซจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิหนึ่ง ที 1.

ค่าประสิทธิภาพสูงสุดของเครื่องยนต์ที่ใช้ความร้อนจากแก๊สในอุดมคติตามวัฏจักรการ์โนต์:

.

สาระสำคัญของสูตรแสดงออกมาในการพิสูจน์แล้ว กับ. ทฤษฎีบทของการ์โนต์ที่ว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนใดๆ จะต้องไม่เกินประสิทธิภาพของวงจรการ์โนต์ที่ทำงานที่อุณหภูมิเดียวกันของเครื่องทำความร้อนและตู้เย็น

วิธีค้นหาปัจจัยด้านประสิทธิภาพ สูตรประสิทธิภาพผ่านขุมพลัง

วิธีค้นหาประสิทธิภาพ

ประสิทธิภาพแสดงอัตราส่วนของงานที่ใช้งานได้ซึ่งดำเนินการโดยกลไกหรืออุปกรณ์ต่องานที่ใช้ไป บ่อยครั้งที่งานที่ใช้ไปคือปริมาณพลังงานที่อุปกรณ์ใช้ในการทำงาน

คุณจะต้องการ

• - รถยนต์;
• - เทอร์โมมิเตอร์;
• - เครื่องคิดเลข

คำแนะนำ

2. เมื่อคำนวณประสิทธิภาพของมอเตอร์ความร้อน ให้พิจารณางานทางกลที่ทำโดยกลไกว่าเป็นงานที่เหมาะสม สำหรับงานที่ใช้ไป ให้นำจำนวนความร้อนที่ปล่อยออกมาจากเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานของเครื่องยนต์

3. ตัวอย่าง. แรงฉุดเฉลี่ยของเครื่องยนต์รถยนต์คือ 882 นิวตัน ใช้น้ำมันเบนซิน 7 กิโลกรัมต่อการเดินทาง 100 กม. ตรวจสอบประสิทธิภาพของมอเตอร์ หางานที่เหมาะสมก่อน. มีค่าเท่ากับผลคูณของแรง F และระยะทาง S ที่วัตถุครอบคลุมภายใต้อิทธิพลของมัน Аn=F?S กำหนดปริมาณความร้อนที่จะปล่อยออกมาเมื่อเผาน้ำมันเบนซิน 7 กิโลกรัมนี่จะเป็นงานที่ใช้ไป Az = Q = q? m โดยที่ q คือความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงสำหรับน้ำมันเบนซินจะเท่ากับ 42? 10^6 J/kg และ m คือมวลของเชื้อเพลิงนี้ ประสิทธิภาพของมอเตอร์จะเท่ากับประสิทธิภาพ=(F?S)/(q?m)?100%= (882?100000)/(42?10^6?7)?100%=30%

4. โดยทั่วไป เพื่อตรวจจับประสิทธิภาพ เครื่องยนต์ความร้อนใดๆ (เครื่องยนต์สันดาปภายใน เครื่องยนต์ไอน้ำ กังหัน ฯลฯ) ซึ่งทำงานโดยใช้แก๊ส จะมีดัชนีประสิทธิภาพเท่ากับส่วนต่างของความร้อนที่มอบให้โดย เครื่องทำความร้อน Q1 และได้รับจากตู้เย็น Q2 หาความแตกต่างความร้อนของเครื่องทำความร้อนและตู้เย็น แล้วหารด้วยความร้อนของประสิทธิภาพเครื่องทำความร้อน = (Q1-Q2)/Q1 ในที่นี้ ประสิทธิภาพจะวัดเป็นหน่วยย่อยตั้งแต่ 0 ถึง 1 หากต้องการแปลงผลลัพธ์เป็นเปอร์เซ็นต์ ให้คูณด้วย 100

5. เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนที่สมบูรณ์แบบ (เครื่องคาร์โนต์) ให้หาอัตราส่วนของความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเครื่องทำความร้อน T1 และตู้เย็น T2 กับอุณหภูมิของประสิทธิภาพเครื่องทำความร้อน = (T1-T2)/T1 นี่คือประสิทธิภาพสูงสุดที่อนุญาตสำหรับเครื่องยนต์ความร้อนบางประเภทโดยมีอุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนและตู้เย็นที่กำหนด

6. สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า ให้ค้นหางานที่ใช้เป็นผลคูณของกำลังและเวลาที่ใช้ในการทำให้เสร็จ สมมติว่าถ้ามอเตอร์ไฟฟ้าของเครนที่มีกำลัง 3.2 kW ยกของที่มีน้ำหนัก 800 กก. ถึงความสูง 3.6 ม. ใน 10 วินาทีประสิทธิภาพของมันจะเท่ากับอัตราส่วนของงานที่เหมาะสม Аp=m?g?h โดยที่ m คือมวลของน้ำหนักบรรทุก g?10 m /ด้วย? ความเร่งของการตกอย่างอิสระ h คือความสูงที่โหลดถูกยกขึ้น และงานที่ใช้ไป Az=P?t โดยที่ P คือพลังของมอเตอร์ t คือเวลาของการทำงานของมัน หาสูตรหาประสิทธิภาพ=Ap/Az?100%=(m?g?h)/(P?t)?100%=%=(800?10?3.6)/(3200?10)?100% =90%.

ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ (ประสิทธิภาพ) เป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของระบบใด ๆ ไม่ว่าจะเป็นเครื่องยนต์ของรถยนต์ เครื่องจักร หรือกลไกอื่น ๆ มันแสดงให้เห็นว่าระบบที่กำหนดใช้พลังงานที่ได้รับอย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด การคำนวณประสิทธิภาพนั้นง่ายมาก

คำแนะนำ

1. บ่อยครั้ง ประสิทธิภาพจะคำนวณจากอัตราส่วนของพลังงานที่ระบบใช้อย่างเหมาะสมต่อพลังงานทั้งหมดที่ได้รับในช่วงเวลาหนึ่ง เป็นที่น่าสังเกตว่าประสิทธิภาพไม่มีหน่วยวัดเฉพาะ อย่างไรก็ตาม ในหลักสูตรของโรงเรียน ค่านี้จะวัดเป็นเปอร์เซ็นต์ ตัวบ่งชี้นี้ตามข้อมูลข้างต้นคำนวณโดยใช้สูตร:? = (A/Q)*100% โดยที่? ("สิ่งนี้") คือประสิทธิภาพที่ต้องการ A คืองานที่ใช้งานได้ของระบบ Q คือต้นทุนพลังงานรวม A และ Q มีหน่วยเป็นจูล

2. วิธีการคำนวณประสิทธิภาพข้างต้นไม่ได้จำกัดอยู่เพียงเท่านั้น เนื่องจากการทำงานที่ใช้งานได้ของระบบ (A) คำนวณโดยสูตร: A = Po-Pi โดยที่ Po คือพลังงานที่จ่ายเข้าระบบจากภายนอก Pi คือ การสูญเสียพลังงานระหว่างการทำงานของระบบ เมื่อขยายตัวเศษของสูตรข้างต้นจะเขียนได้ในรูปแบบต่อไปนี้:? = ((โพ-พาย)/โพ)*100%

3. เพื่อให้การคำนวณประสิทธิภาพมีความชัดเจนและเป็นภาพมากขึ้นคุณสามารถดูตัวอย่างได้ ตัวอย่างที่ 1: การทำงานที่เป็นประโยชน์ของระบบคือ 75 J ปริมาณพลังงานที่ใช้ไปในการดำเนินงานคือ 100 J จำเป็นต้องกำหนด ประสิทธิภาพของระบบนี้ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ให้ใช้สูตรแรกสุด:? = 75/100 = 0.75 หรือ 75% ตอบ: ประสิทธิภาพของระบบที่เสนอคือ 75%

4. ตัวอย่างที่ 2: พลังงานที่จ่ายให้กับมอเตอร์ทำงานคือ 100 J พลังงานที่สูญเสียระหว่างการทำงานของมอเตอร์นี้คือ 25 J ต้องคำนวณประสิทธิภาพ ในการแก้ปัญหาที่เสนอให้ใช้สูตรที่ 2 ในการคำนวณตัวบ่งชี้ที่ต้องการ:? = (100-25)/100 = 0.75 หรือ 75% ผลลัพธ์ในทั้งสองตัวอย่างเหมือนกัน ในกรณีที่สอง ข้อมูลตัวเศษได้รับการวิเคราะห์ในรายละเอียดมากขึ้น

บันทึก! เครื่องยนต์สมัยใหม่หลายประเภท (เช่น เครื่องยนต์จรวดหรือเครื่องยนต์เทอร์โบอากาศ) มีการทำงานหลายขั้นตอน และสำหรับทั้งขั้นตอนจะมีประสิทธิภาพของตัวเองซึ่งคำนวณโดยใช้สูตรแต่ละสูตรข้างต้น แต่เพื่อที่จะค้นหาตัวบ่งชี้ที่เป็นสากลคุณจะต้องคูณประสิทธิภาพที่มีชื่อเสียงทั้งหมดในทุกขั้นตอนของการทำงานของมอเตอร์ที่กำหนด: = ?1*?2*?3*…*?.

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์: ประสิทธิภาพไม่สามารถมีมากกว่าหนึ่งได้ ในระหว่างการทำงานของระบบใด ๆ การสูญเสียพลังงานจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

การขนส่งที่เกี่ยวข้องคือการขนส่งประเภทหนึ่งที่ประกอบด้วยการบรรทุกยานพาหนะที่ไม่ได้ใช้งาน สถานการณ์ที่การขนส่งถูกบังคับให้เคลื่อนย้ายโดยไม่มีสินค้าเกิดขึ้นค่อนข้างบ่อยทั้งก่อนและหลังการสั่งขนส่งตามแผนเสร็จสิ้น สำหรับองค์กร ความเป็นไปได้ที่จะรับขนส่งสินค้าเพิ่มเติมหมายถึงการลดความสูญเสียทางการเงินเป็นอย่างน้อย

คำแนะนำ

1. ประเมินประสิทธิผลของการใช้การขนส่งสินค้าที่เกี่ยวข้องในความเป็นจริงสำหรับองค์กรของคุณ จุดสำคัญที่ควรเข้าใจคือความจริงที่ว่าสินค้าที่เกี่ยวข้องสามารถขนส่งได้ในเวลาที่การขนส่งถูกบังคับให้ย้ายว่างเปล่าหลังจากเสร็จสิ้นคำขอขนส่งหลัก (หลัก) หากสถานการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นเป็นประจำในกิจกรรมขององค์กรของคุณ ให้เลือกวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพการขนส่งนี้อย่างกล้าหาญ

2. ประเมินสินค้าที่เกี่ยวข้องซึ่งยานพาหนะของคุณสามารถขนส่งได้ในแง่ของน้ำหนักและขนาด การส่งสินค้าผ่านอาจมีความได้เปรียบทางเศรษฐกิจ แม้ว่าพื้นที่เก็บสัมภาระส่วนหนึ่งของรถของคุณจะว่างก็ตาม

3. พิจารณาว่าคุณจะสามารถบรรทุกสินค้าผ่านจุดใดของเส้นทางหลักได้ จะสะดวกกว่าสำหรับทุกคนหากคุณสามารถรับสินค้าดังกล่าวได้ที่จุดสุดท้ายของเส้นทางที่วางแผนไว้และขนส่งไปยังสถานที่ซึ่งองค์กรขนส่งของคุณตั้งอยู่ แต่สถานการณ์เช่นนี้อาจไม่เกิดขึ้นเสมอไป ดังนั้นให้พิจารณาความน่าจะเป็นของการเบี่ยงเบนจากเส้นทางด้วยโดยคำนวณแน่นอนถึงเหตุผลทางเศรษฐกิจของการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว

4. ค้นหาว่าบริษัทที่คุณทำการขนส่งสินค้าตามกำหนดเวลาไปนั้นจำเป็นต้องมีการขนส่งสินค้าแบบส่งคืนหรือไม่ ในกรณีนี้ จะง่ายกว่ามากในการตกลงราคาของปัญหาและรับประกันความปลอดภัยของความร่วมมือที่เป็นประโยชน์ร่วมกันเพิ่มเติม

5. ค้นหาพอร์ทัลอินเทอร์เน็ตเฉพาะหลายแห่งที่ให้บริการข้อมูลในด้านการขนส่งสินค้า ตามปกติ เว็บไซต์ของบริษัทดังกล่าวมีส่วนที่เกี่ยวข้องซึ่งช่วยให้คุณสามารถค้นหาสินค้าที่เกี่ยวข้องตามเส้นทางของคุณและฝากคำขอที่เกี่ยวข้องได้ ในกรณีส่วนใหญ่ การใช้ความน่าจะเป็นดังกล่าวต้องมีการลงทะเบียนบนเว็บไซต์เป็นอย่างน้อย จะสมบูรณ์แบบหากแหล่งข้อมูลมีความน่าจะเป็นในตัวสำหรับการตรวจสอบข้อเสนอโต้แย้งเชิงลอจิสติกส์

6. อย่าละเลยการขนส่งแบบกลุ่มเมื่อมีการขนส่งสินค้าขนาดเล็กจากลูกค้าที่แตกต่างกันไปในทิศทางเดียวกันในรูปแบบการขนส่งเดียวกัน ขณะเดียวกันการคมนาคมควรจัดให้มีเส้นทางรถรับส่งในทิศทางที่เลือก

บันทึก! การค้นหาสินค้าที่ผ่านนั้นง่ายมาก! ภารกิจหลักของบริการของเราคือการค้นหาการดาวน์โหลดต่างๆ ซึ่งผู้ใช้สามารถดำเนินการได้ไม่เพียง = ด้วยความสะดวกสบายสูงสุดสำหรับตนเอง แต่ยังรวมถึงของขวัญในอุดมคติด้วย ด้วยความช่วยเหลือของระบบของเราซึ่งใช้เทคโนโลยีสารสนเทศสมัยใหม่ ทำให้สามารถตรวจจับสินค้าได้อย่างง่ายดาย

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์ ดูเหมือนว่าคุณได้ตัดสินใจซื้อหรือเช่ารถบรรทุกขนาดใหญ่ด้วยความช่วยเหลือที่คุณตั้งใจจะหารายได้จากการขนส่งสินค้าทั่วรัสเซีย CIS และยุโรป ไม่สำคัญว่าคุณจะจ้างคนขับรถหรือขับเอง คุณจะต้องการลูกค้า นั่นก็คือ สินค้าเพื่อการขนส่ง ถ้าอย่างนั้นคุณคงคิดหรือคิดให้ละเอียดมากขึ้นว่าจะหาสินค้าสำหรับรถบรรทุกของคุณได้ที่ไหนและอย่างไร?

ในการค้นหาตัวบ่งชี้การทำงานที่เป็นประโยชน์ของเครื่องยนต์ใด ๆ จำเป็นต้องแบ่งงานที่มีประโยชน์ด้วยค่าใช้จ่ายที่ใช้ไปและคูณด้วย 100 เปอร์เซ็นต์ สำหรับเครื่องยนต์ความร้อน ให้หาค่านี้ด้วยอัตราส่วนของกำลังคูณด้วยระยะเวลาการทำงานต่อความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง ตามทฤษฎีแล้ว ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนจะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของอุณหภูมิของตู้เย็นและเครื่องทำความร้อน สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า ให้หาอัตราส่วนของกำลังต่อกำลังของกระแสไฟฟ้าที่ใช้ไป

คุณจะต้องการ

• หนังสือเดินทางของเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) เครื่องวัดอุณหภูมิเครื่องทดสอบ

คำแนะนำ

1. การกำหนดประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายใน ค้นหากำลังในเอกสารทางเทคนิคของเครื่องยนต์ที่กำหนด เติมน้ำมันเชื้อเพลิงจำนวนหนึ่งลงในถังแล้วสตาร์ทเครื่องยนต์เพื่อให้เครื่องยนต์ทำงานเป็นระยะเวลาหนึ่งจนเต็มรอบ โดยพัฒนากำลังสูงสุดที่ระบุไว้ในหนังสือเดินทาง ใช้นาฬิกาจับเวลาบันทึกเวลาการทำงานของเครื่องยนต์โดยแสดงเป็นวินาที หลังจากนั้นครู่หนึ่ง ให้ดับเครื่องยนต์และระบายน้ำมันเชื้อเพลิงที่เหลืออยู่ เมื่อลบปริมาตรสุดท้ายออกจากปริมาตรเริ่มต้นของน้ำมันเชื้อเพลิงที่เติม หาปริมาตรของน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้ไป ใช้ตารางค้นหาความหนาแน่นและคูณด้วยปริมาตรจะได้มวลของเชื้อเพลิงที่ใช้ไป m =? V. แสดงมวลเป็นกิโลกรัม ขึ้นอยู่กับประเภทของเชื้อเพลิง (น้ำมันเบนซินหรือดีเซล) กำหนดความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้จากตาราง ในการกำหนดประสิทธิภาพ ให้คูณกำลังสูงสุดด้วยเวลาการทำงานของเครื่องยนต์และ 100% และหารผลลัพธ์แบบทีละขั้นตอนด้วยมวลและความร้อนจำเพาะของประสิทธิภาพการเผาไหม้ =P t 100%/(q m)

2. เพื่อให้เครื่องยนต์ร้อนสมบูรณ์แบบ สามารถใช้สูตรคาร์โนต์ได้ ในการทำเช่นนี้ให้ค้นหาอุณหภูมิการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงและวัดอุณหภูมิของตู้เย็น (ก๊าซไอเสีย) ด้วยเทอร์โมมิเตอร์แบบพิเศษ แปลงอุณหภูมิที่วัดเป็นองศาเซลเซียสให้เป็นสเกลที่ไม่มีเงื่อนไขโดยบวกตัวเลข 273 เข้ากับค่า หากต้องการกำหนดประสิทธิภาพจากเลข 1 ให้ลบอัตราส่วนอุณหภูมิตู้เย็นและเครื่องทำความร้อน (อุณหภูมิการเผาไหม้เชื้อเพลิง) ประสิทธิภาพ = (1 -Tcol/Tnag) 100%. ตัวเลือกในการคำนวณประสิทธิภาพนี้ไม่คำนึงถึงแรงเสียดทานทางกลและการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสภาพแวดล้อมภายนอก

3. การกำหนดประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้า ค้นหากำลังไฟพิกัดของมอเตอร์ไฟฟ้าตามเอกสารทางเทคนิค เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟฟ้าเพื่อให้ได้รอบเพลาสูงสุด และวัดแรงดันไฟฟ้าที่เพลาและกระแสในวงจรด้วยความช่วยเหลือของผู้ทดสอบ ในการกำหนดประสิทธิภาพ ให้หารกำลังที่ระบุไว้ในเอกสารประกอบด้วยผลคูณของกระแสและแรงดัน แล้วคูณผลรวมด้วยประสิทธิภาพ 100% =P 100%/(I U)

วิดีโอในหัวข้อ

บันทึก! ในการคำนวณทั้งหมด ประสิทธิภาพควรน้อยกว่า 100%

ในการทบทวนพลวัตของประชากรตามปกติ นักสังคมวิทยาจำเป็นต้องกำหนดค่าสัมประสิทธิ์โดยรวม ปัจจัยหลักคือตัวชี้วัดภาวะเจริญพันธุ์ การเสียชีวิต การแต่งงาน และรายได้ตามธรรมชาติ จากข้อมูลเหล่านี้ คุณสามารถวาดภาพประชากร ณ เวลาที่กำหนดได้

คำแนะนำ

1. โปรดทราบว่าตัวบ่งชี้โดยรวมเป็นตัวบ่งชี้ที่สัมพันธ์กัน ดังนั้นจำนวนการเกิดในช่วงระยะเวลาหนึ่ง เช่น ในหนึ่งปี จะแตกต่างจากอัตราการเจริญพันธุ์ทั่วไป เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อค้นหาข้อมูลดังกล่าว ประชากรทั้งหมดจะถูกนำมาพิจารณาด้วย ทำให้สามารถเปรียบเทียบผลการวิจัยในปัจจุบันกับผลปีที่ผ่านมาได้

2. กำหนดระยะเวลาการเรียกเก็บเงิน ตัวอย่างเช่น เพื่อที่จะหาอัตราการแต่งงาน คุณต้องพิจารณาว่าจำนวนการแต่งงานของคุณเกี่ยวข้องกับช่วงเวลาใด ดังนั้นข้อมูลในช่วงหกเดือนที่ผ่านมาจะแตกต่างอย่างมากจากข้อมูลที่คุณจะได้รับเมื่อกำหนดระยะเวลาห้าปี พิจารณาว่าระยะเวลาการคำนวณเมื่อคำนวณตัวบ่งชี้โดยรวมระบุเป็นปี

3. กำหนดจำนวนประชากรทั้งหมด ข้อมูลประเภทที่คล้ายกันสามารถหาได้จากการอ้างอิงข้อมูลการสำรวจสำมะโนประชากร ในการพิจารณาตัวบ่งชี้ทั่วไปของอัตราการเจริญพันธุ์ อัตราการเสียชีวิต การแต่งงาน และการหย่าร้าง คุณจะต้องค้นหาผลคูณของประชากรทั้งหมดและระยะเวลาการคำนวณ เขียนจำนวนผลลัพธ์ลงในส่วนของ.

4. แทนที่ตัวเศษให้ใส่ตัวบ่งชี้ที่ไม่มีเงื่อนไขซึ่งสอดคล้องกับค่าสัมพัทธ์ที่ต้องการ สมมติว่าหากคุณต้องเผชิญกับภารกิจในการกำหนดอัตราการเกิดสากล ในตำแหน่งตัวเศษควรมีตัวเลขที่สะท้อนถึงจำนวนเด็กทั้งหมดที่เกิดในช่วงเวลาที่เกี่ยวข้องกับคุณ หากเป้าหมายของคุณคือการกำหนดระดับอัตราการเสียชีวิตหรืออัตราการแต่งงาน ให้ใส่จำนวนผู้เสียชีวิตในช่วงการคำนวณหรือจำนวนผู้ที่แต่งงานแทนตัวเศษตามลำดับ

5. คูณตัวเลขผลลัพธ์ด้วย 1,000 นี่จะเป็นตัวบ่งชี้โดยรวมที่คุณต้องการ หากคุณต้องเผชิญกับภารกิจในการค้นหาตัวบ่งชี้รายได้ทั่วไปให้ลบอัตราการเสียชีวิตออกจากอัตราการเกิด

วิดีโอในหัวข้อ

คำว่า “งาน” หมายถึงทุกการกระทำที่ทำให้บุคคลมีปัจจัยยังชีพ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เขาได้รับรางวัลทางกายภาพสำหรับสิ่งนี้ อย่างไรก็ตาม ในเวลาว่าง ผู้คนก็พร้อมที่จะมีส่วนร่วมในงานที่เป็นประโยชน์ต่อสังคมโดยมีเป้าหมายเพื่อช่วยเหลือผู้ที่ต้องการความช่วยเหลือ ปรับปรุงสนามหญ้าและถนน การจัดสวน ฯลฯ ในเวลาว่าง ไม่ว่าจะฟรีหรือมีค่าธรรมเนียมเชิงสัญลักษณ์ก็ตาม จำนวนอาสาสมัครดังกล่าวอาจจะยังคงมีอยู่มหาศาล แต่บ่อยครั้งที่พวกเขาไม่ทราบว่าจำเป็นต้องรับบริการจากที่ใด

คำแนะนำ

1. งานที่เป็นประโยชน์ต่อสังคมประเภทหนึ่งที่มีชื่อเสียงที่สุดคืองานการกุศล รวมถึงการช่วยเหลือกลุ่มประชากรที่ขัดสนและเปราะบางทางสังคม ได้แก่ ผู้พิการ ผู้สูงอายุ คนไร้บ้าน กล่าวโดยสรุปสำหรับทุกคนที่พบว่าตัวเองตกอยู่ในสถานการณ์ชีวิตที่ยากลำบากด้วยเหตุผลบางประการ

2. อาสาสมัครที่ต้องการมีส่วนร่วมในการให้ความช่วยเหลือดังกล่าวควรติดต่อองค์กรการกุศลหรือแผนกช่วยเหลือสาธารณะที่ใกล้ที่สุด คุณสามารถสอบถามข้อมูลได้ที่คริสตจักรที่ใกล้ที่สุด - นักบวชอาจรู้ว่าฝูงแกะของเขาตัวไหนต้องการความช่วยเหลือเป็นพิเศษ

3. คุณสามารถริเริ่มได้อย่างแท้จริง ณ สถานที่อยู่อาศัยของคุณ - ใน อาคารอพาร์ทเม้นอาจมีผู้รับบำนาญผู้โดดเดี่ยว ผู้พิการ หรือแม่เลี้ยงเดี่ยวที่มีเงินรูเบิลทั้งหมดอยู่ในบัญชี ให้ความช่วยเหลือที่เป็นไปได้ทั้งหมดแก่พวกเขา ไม่จำเป็นต้องประกอบด้วยการบริจาคเงิน - อนุญาตให้ไปที่ร้านขายของชำหรือร้านขายยาเพื่อซื้อยาเป็นครั้งคราว

4. หลายคนอยากมีส่วนร่วมในการพัฒนาบ้านเกิดของตน พวกเขาควรติดต่อกับโครงสร้างที่เกี่ยวข้องของเทศบาลท้องถิ่น เช่น ผู้ที่รับผิดชอบในการทำความสะอาดอาณาเขตและการจัดสวน คงจะยังมีงานทำ นอกจากนี้ยังอนุญาตให้พูดด้วยความคิดริเริ่มของตนเองในการทำเตียงดอกไม้ใต้หน้าต่างบ้านและปลูกดอกไม้

5.มีคนรักสัตว์จริงๆและอยากช่วยเหลือสุนัขและแมวจรจัด หากคุณอยู่ในหมวดหมู่นี้ โปรดติดต่อองค์กรสิทธิสัตว์ในพื้นที่หรือเจ้าของสถานสงเคราะห์สัตว์ ถ้าคุณอาศัยอยู่ในเมืองใหญ่ที่มีสวนสัตว์ ให้ถามฝ่ายบริหารว่าจำเป็นต้องมีผู้ช่วยในการดูแลสัตว์หรือไม่ ตามปกติแล้ว การเสนอความช่วยเหลือดังกล่าวจะได้รับการต้อนรับด้วยความขอบคุณ

6. ไม่อาจลืมเรื่องการศึกษาของคนรุ่นใหม่ได้ หากอาสาสมัครที่กระตือรือร้นสามารถสอนชั้นเรียนในชมรมโรงเรียนหรือศูนย์วัฒนธรรมและความคิดสร้างสรรค์ได้ เขาจะนำมาซึ่งประโยชน์มหาศาล กล่าวอีกนัยหนึ่ง มีงานที่เหมาะกับสังคมมากมายสำหรับการดูแลผู้คน สำหรับทุกรสนิยมและความเป็นไปได้ ก็จะมีความปรารถนา

ตัวบ่งชี้ความชื้นเป็นตัวบ่งชี้ที่ใช้ในการกำหนดพารามิเตอร์ปากน้ำ สามารถคำนวณได้หากคุณมีข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณน้ำฝนในภูมิภาคเป็นระยะเวลานานพอสมควร

ดัชนีความชื้น

ค่าสัมประสิทธิ์การทำความชื้นเป็นตัวบ่งชี้พิเศษที่พัฒนาโดยผู้เชี่ยวชาญในสาขาอุตุนิยมวิทยาเพื่อประเมินระดับความชื้นปากน้ำในภูมิภาคเฉพาะ โดยคำนึงถึงว่าปากน้ำแสดงถึงการตอบสนองในระยะยาวต่อสภาพอากาศในพื้นที่ที่กำหนด ดังนั้นจึงตัดสินใจพิจารณาตัวบ่งชี้ความชื้นในกรอบเวลาที่ยาวนาน: ตามปกติตัวบ่งชี้นี้จะคำนวณตามข้อมูลที่รวบรวมในระหว่างปี ดังนั้น ตัวบ่งชี้ความชื้นจะแสดงปริมาณฝนที่ตกลงมาในช่วงเวลานี้มากเพียงใด อยู่ในภูมิภาคที่อยู่ระหว่างการพิจารณา นี่จึงเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่กำหนดประเภทพืชพรรณที่แพร่หลายในพื้นที่นี้

การคำนวณดัชนีความชื้น

สูตรคำนวณตัวบ่งชี้ความชื้นมีดังนี้ K = R / E ในสูตรนี้ สัญลักษณ์ K หมายถึงตัวบ่งชี้ความชื้นจริง และสัญลักษณ์ R ระบุปริมาณฝนที่ตกลงมาในพื้นที่ที่กำหนดในระหว่างปี โดยแสดง ในหน่วยมิลลิเมตร สุดท้าย สัญลักษณ์ E แสดงถึงปริมาณฝนที่ระเหยออกจากพื้นผิวโลกในช่วงเวลาเดียวกัน ปริมาณน้ำฝนที่ระบุซึ่งมีหน่วยเป็นมิลลิเมตร ขึ้นอยู่กับชนิดของดิน อุณหภูมิในภูมิภาคที่กำหนดในช่วงเวลาหนึ่ง และปัจจัยอื่นๆ ดังนั้น แม้ว่าสูตรที่กำหนดจะดูเรียบง่าย แต่การคำนวณตัวบ่งชี้ความชื้นต้องใช้การวัดล่วงหน้าจำนวนมากโดยใช้เครื่องมือที่มีความแม่นยำและมีเพียงทีมนักอุตุนิยมวิทยากลุ่มใหญ่เท่านั้นที่สามารถทำได้ ในทางกลับกัน ค่าของตัวบ่งชี้ความชื้น ในดินแดนบางแห่ง โดยพิจารณาจากตัวบ่งชี้ทั้งหมดเหล่านี้ ตามปกติ ช่วยให้เราสามารถระบุด้วยความน่าเชื่อถือในระดับสูงว่าพืชชนิดใดมีความโดดเด่นในภูมิภาคนี้ ดังนั้นหากดัชนีความชื้นเกิน 1 แสดงว่ามีความชื้นในระดับสูงในพื้นที่ที่กำหนดซึ่งนำมาซึ่งข้อได้เปรียบของพืชพรรณประเภทต่างๆ เช่น ไทกา ทุนดรา หรือป่าทุนดรา ระดับความชื้นที่น่าพอใจนั้นสอดคล้องกับดัชนีความชื้นที่ 1 และตามปกติแล้วจะมีลักษณะเด่นคือป่าเบญจพรรณหรือป่าใบกว้าง ดัชนีความชื้นตั้งแต่ 0.6 ถึง 1 เป็นเรื่องปกติสำหรับพื้นที่ป่าบริภาษ จาก 0.3 ถึง 0.6 - สำหรับสเตปป์ จาก 0.1 ถึง 0.3 - สำหรับพื้นที่กึ่งทะเลทราย และจาก 0 ถึง 0.1 - สำหรับทะเลทราย .

วิดีโอในหัวข้อ

jprosto.ru

ประสิทธิภาพ

สมมติว่าเรากำลังพักผ่อนที่เดชา และเราต้องตักน้ำจากบ่อ เราลดถังลงไปตักน้ำแล้วเริ่มยกขึ้น ลืมไปแล้วเหรอว่าเป้าหมายของเราคืออะไร? ถูกต้อง: ไปเอาน้ำมา แต่ดูสิ เราไม่ได้ยกแค่น้ำเท่านั้น แต่ยังยกถังด้วย รวมถึงโซ่หนักที่มันแขวนอยู่ด้วย สัญลักษณ์นี้มีลูกศรสองสี: น้ำหนักของน้ำหนักที่เรายกคือผลรวมของน้ำหนักน้ำกับน้ำหนักของถังและโซ่

เมื่อพิจารณาสถานการณ์ในเชิงคุณภาพเราจะพูดว่า: นอกเหนือจากงานที่เป็นประโยชน์ในการยกน้ำแล้วเรายังทำงานอื่น ๆ อีกด้วย - การยกถังและโซ่ แน่นอนว่าหากไม่มีโซ่และถังน้ำเราจะไม่สามารถตักน้ำได้ แต่จากมุมมองของเป้าหมายสูงสุด น้ำหนักของพวกมัน "ทำร้าย" เรา หากน้ำหนักนี้น้อยลง งานที่ทำทั้งหมดก็จะน้อยลงด้วย (โดยงานที่มีประโยชน์เท่าเดิม)

ตอนนี้เรามาดูการศึกษาเชิงปริมาณของงานเหล่านี้และแนะนำปริมาณทางกายภาพที่เรียกว่าประสิทธิภาพ

งาน. รถตักจะเทแอปเปิ้ลที่เลือกไว้สำหรับการแปรรูปจากตะกร้าลงในรถบรรทุก ตะกร้าเปล่ามีน้ำหนัก 2 กก. และแอปเปิ้ลในนั้นมีน้ำหนัก 18 กก. ส่วนแบ่งของงานที่มีประโยชน์ของตัวโหลดจากงานทั้งหมดของเขาคือเท่าใด

สารละลาย. งานเต็มคือการเคลื่อนย้ายแอปเปิ้ลในตะกร้า งานนี้ประกอบด้วยการยกแอปเปิ้ลและยกตะกร้า สำคัญ: การยกแอปเปิ้ลเป็นงานที่มีประโยชน์ แต่การยกตะกร้านั้น "ไร้ประโยชน์" เพราะจุดประสงค์ของการทำงานของตัวโหลดคือการเคลื่อนย้ายเฉพาะแอปเปิ้ลเท่านั้น

ขอแนะนำสัญลักษณ์นี้: Fя คือแรงที่มือยกเฉพาะแอปเปิ้ล และ Fк คือแรงที่มือยกเฉพาะตะกร้า แรงแต่ละแรงเหล่านี้มีค่าเท่ากับแรงโน้มถ่วงที่สอดคล้องกัน: F=mg

เมื่อใช้สูตร A = ±(F||· l)  เราจะ "เขียน" งานของแรงทั้งสองนี้:

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

งานทั้งหมดประกอบด้วยสองงานนั่นคือเท่ากับผลรวม:

Afull = มีประโยชน์ + ไม่ใช้ = mя g h + mк g h = (mя + mк) · g h

ในปัญหานี้ เราถูกขอให้คำนวณส่วนแบ่งของงานที่เป็นประโยชน์ของตัวโหลดจากงานทั้งหมดของเขา ลองทำสิ่งนี้โดยแบ่งงานที่มีประโยชน์ด้วยผลรวม:

ในวิชาฟิสิกส์ ส่วนแบ่งดังกล่าวมักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์และแสดงด้วยอักษรกรีก "η" (อ่าน: "นี่") เป็นผลให้เราได้รับ:

η = 0.9 หรือ η = 0.9 100% = 90% ซึ่งก็เหมือนกัน

ตัวเลขนี้แสดงให้เห็นว่าจากงานเต็ม 100% ของตัวโหลด ส่วนแบ่งของงานที่มีประโยชน์ของเขาคือ 90% ปัญหาได้รับการแก้ไขแล้ว

ปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนของงานที่มีประโยชน์ต่องานที่ทำเสร็จมีชื่อในฟิสิกส์ - ประสิทธิภาพ - สัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ:

หลังจากคำนวณประสิทธิภาพโดยใช้สูตรนี้แล้ว ก็มักจะคูณด้วย 100% และในทางกลับกัน: หากต้องการทดแทนประสิทธิภาพในสูตรนี้ ค่าของมันจะต้องแปลงจากเปอร์เซ็นต์เป็นเศษส่วนทศนิยม โดยหารด้วย 100%

คำถาม-physic.ru

ประสิทธิภาพความร้อนของเครื่องยนต์ ประสิทธิภาพความร้อนของเครื่องยนต์

การทำงานของเครื่องจักรหลายประเภทมีลักษณะเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญเช่นประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน ทุกปี วิศวกรมุ่งมั่นที่จะสร้างอุปกรณ์ขั้นสูงเพิ่มเติมซึ่งจะให้ผลลัพธ์สูงสุดจากการใช้งานด้วยต้นทุนเชื้อเพลิงที่ต่ำกว่า

อุปกรณ์เครื่องยนต์ความร้อน

ก่อนที่จะเข้าใจว่าประสิทธิภาพคืออะไร จำเป็นต้องเข้าใจว่ากลไกนี้ทำงานอย่างไร หากไม่ทราบหลักการของการดำเนินการ จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะค้นหาสาระสำคัญของตัวบ่งชี้นี้ เครื่องจักรความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่ทำงานโดยใช้พลังงานภายใน เครื่องจักรความร้อนใดๆ ที่แปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกลจะใช้การขยายตัวทางความร้อนของสารเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ในเครื่องยนต์โซลิดสเตต ไม่เพียงแต่สามารถเปลี่ยนปริมาตรของสารได้ แต่ยังเปลี่ยนรูปร่างของตัวถังด้วย การทำงานของเครื่องยนต์นั้นอยู่ภายใต้กฎของอุณหพลศาสตร์

หลักการทำงาน

เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อน จำเป็นต้องพิจารณาพื้นฐานของการออกแบบ สำหรับการใช้งานอุปกรณ์จำเป็นต้องมีสองส่วน: ร้อน (เครื่องทำความร้อน) และความเย็น (ตู้เย็น, เครื่องทำความเย็น) หลักการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อน (ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน) ขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องยนต์ บ่อยครั้งที่ตู้เย็นเป็นคอนเดนเซอร์ไอน้ำ และเครื่องทำความร้อนเป็นเชื้อเพลิงชนิดใดก็ได้ที่เผาไหม้ในเตาไฟ ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติหาได้จากสูตรต่อไปนี้:

ประสิทธิภาพ = (การละคร - Tcold.) / การละคร x 100%

ในกรณีนี้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์จริงจะต้องไม่เกินค่าที่ได้รับตามสูตรนี้ นอกจากนี้ตัวบ่งชี้นี้จะไม่เกินค่าข้างต้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ อุณหภูมิเครื่องทำความร้อนมักเพิ่มขึ้นและอุณหภูมิตู้เย็นลดลง กระบวนการทั้งสองนี้จะถูกจำกัดโดยสภาพการทำงานจริงของอุปกรณ์

เมื่อเครื่องยนต์ความร้อนทำงาน งานก็จะเสร็จสิ้น เนื่องจากก๊าซเริ่มสูญเสียพลังงานและเย็นตัวลงจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด ส่วนหลังมักจะอยู่เหนือบรรยากาศโดยรอบเล็กน้อย นี่คืออุณหภูมิตู้เย็น อุปกรณ์พิเศษนี้ออกแบบมาเพื่อการทำความเย็นและการควบแน่นของไอน้ำไอเสียในภายหลัง ในกรณีที่มีคอนเดนเซอร์ บางครั้งอุณหภูมิของตู้เย็นจะต่ำกว่าอุณหภูมิโดยรอบ

ในเครื่องยนต์ความร้อน เมื่อร่างกายร้อนขึ้นและขยายตัว จะไม่สามารถละพลังงานภายในทั้งหมดไปทำงานได้ ความร้อนบางส่วนจะถูกส่งไปยังตู้เย็นพร้อมกับก๊าซไอเสียหรือไอน้ำ พลังงานความร้อนภายในส่วนนี้จะหายไปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ในระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง สารทำงานจะได้รับความร้อนจำนวนหนึ่ง Q1 จากเครื่องทำความร้อน ในเวลาเดียวกันมันยังคงทำงาน A ในระหว่างนั้นมันจะถ่ายโอนพลังงานความร้อนส่วนหนึ่งไปยังตู้เย็น: ไตรมาสที่ 2

ประสิทธิภาพบ่งบอกถึงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ในด้านการแปลงและส่งพลังงาน ตัวบ่งชี้นี้มักวัดเป็นเปอร์เซ็นต์ สูตรประสิทธิภาพ:

η*A/Qx100% โดยที่ Q คือพลังงานที่ใช้ไป A คืองานที่มีประโยชน์

ตามกฎการอนุรักษ์พลังงานสรุปได้ว่าประสิทธิภาพจะน้อยกว่าความสามัคคีเสมอไป กล่าวอีกนัยหนึ่ง จะไม่มีงานใดที่มีประโยชน์มากไปกว่าพลังงานที่ใช้ไป

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์คืออัตราส่วนของงานที่เป็นประโยชน์ต่อพลังงานที่มาจากเครื่องทำความร้อน สามารถแสดงได้ในรูปของสูตรต่อไปนี้:

η = (Q1-Q2)/ Q1 โดยที่ Q1 คือความร้อนที่ได้รับจากเครื่องทำความร้อน และ Q2 คือความร้อนที่จ่ายให้กับตู้เย็น

การทำงานของเครื่องยนต์ความร้อน

งานที่ทำโดยเครื่องยนต์ความร้อนคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

ก = |QH| - |QX| โดยที่ A คืองาน QH คือปริมาณความร้อนที่ได้รับจากเครื่องทำความร้อน QX คือปริมาณความร้อนที่มอบให้กับเครื่องทำความเย็น

|คคคค| - |QX|)/|QH| = 1 - |คิวเอ็กซ์|/|คิวเอช|

เท่ากับอัตราส่วนของงานที่เครื่องยนต์ทำต่อปริมาณความร้อนที่ได้รับ พลังงานความร้อนบางส่วนจะสูญเสียไประหว่างการถ่ายโอนนี้

เครื่องยนต์การ์โนต์

ประสิทธิภาพสูงสุดของเครื่องยนต์ความร้อนนั้นสังเกตได้จากอุปกรณ์ Carnot เนื่องจากในระบบนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิสัมบูรณ์ของเครื่องทำความร้อน (Tn) และเครื่องทำความเย็น (Tx) เท่านั้น ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนที่ทำงานตามวัฏจักรการ์โนต์ถูกกำหนดโดยสูตรต่อไปนี้:

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

กฎของอุณหพลศาสตร์ทำให้สามารถคำนวณประสิทธิภาพสูงสุดที่เป็นไปได้ ตัวบ่งชี้นี้คำนวณครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรชาวฝรั่งเศส Sadi Carnot เขาคิดค้นเครื่องยนต์ความร้อนที่ทำงานด้วยก๊าซอุดมคติ มันทำงานในวงจรของไอโซเทอร์ม 2 ตัวและอะเดียแบท 2 ตัว หลักการทำงานของมันค่อนข้างง่าย: เครื่องทำความร้อนเชื่อมต่อกับถังที่มีก๊าซซึ่งเป็นผลมาจากการที่ของไหลทำงานจะขยายตัวแบบไอโซเทอร์มอล ในขณะเดียวกันก็ทำงานและรับความร้อนจำนวนหนึ่ง หลังจากนั้นเรือจะถูกหุ้มฉนวนความร้อน อย่างไรก็ตาม ก๊าซยังคงขยายตัวต่อไป แต่เป็นแบบอะเดียแบติก (โดยไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อม) ช่วงนี้อุณหภูมิลดเหลืออุณหภูมิตู้เย็นแล้ว ในขณะนี้ ก๊าซสัมผัสกับตู้เย็น ซึ่งส่งผลให้มีความร้อนจำนวนหนึ่งออกมาในระหว่างการบีบอัดแบบไอโซเมตริก จากนั้นเรือจะถูกหุ้มฉนวนความร้อนอีกครั้ง ในกรณีนี้ ก๊าซจะถูกบีบอัดแบบอะเดียแบติกจนได้ปริมาตรและสถานะดั้งเดิม

พันธุ์

ปัจจุบันมีเครื่องยนต์ความร้อนหลายประเภทที่ทำงานบนหลักการและเชื้อเพลิงที่แตกต่างกัน พวกเขาทั้งหมดมีประสิทธิภาพของตัวเอง ซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ลูกสูบ) ซึ่งเป็นกลไกที่พลังงานเคมีส่วนหนึ่งของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ถูกแปลงเป็นพลังงานกล อุปกรณ์ดังกล่าวอาจเป็นแก๊สและของเหลว มีเครื่องยนต์ 2 จังหวะ และ 4 จังหวะ พวกเขาสามารถมีรอบการทำงานต่อเนื่องได้ ตามวิธีการเตรียมส่วนผสมเชื้อเพลิงเครื่องยนต์ดังกล่าว ได้แก่ คาร์บูเรเตอร์ (ที่มีส่วนผสมภายนอก) และดีเซล (ที่มีภายใน) ตามประเภทของเครื่องแปลงพลังงาน แบ่งออกเป็นลูกสูบ เจ็ต กังหัน รวมกัน ประสิทธิภาพของเครื่องจักรดังกล่าวไม่เกิน 0.5

เครื่องยนต์สเตอร์ลิง - อุปกรณ์ที่ของไหลทำงานอยู่ในพื้นที่ปิด เป็นเครื่องยนต์สันดาปภายนอกประเภทหนึ่ง หลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับการทำความเย็น/ความร้อนของร่างกายเป็นระยะพร้อมกับการผลิตพลังงานเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของปริมาตร นี่คือหนึ่งในเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด

เครื่องยนต์กังหัน (โรตารี) ที่มีการเผาไหม้เชื้อเพลิงภายนอก การติดตั้งดังกล่าวมักพบในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบกังหัน (โรตารี) ถูกใช้ที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนในโหมดพีค ยังไม่แพร่หลายเหมือนคนอื่นๆ

เครื่องยนต์กังหันสร้างแรงขับบางส่วนผ่านใบพัด จะได้ส่วนที่เหลือจากไอเสีย การออกแบบของมันคือเครื่องยนต์โรตารี (กังหันก๊าซ) บนเพลาที่ติดตั้งใบพัด

เครื่องยนต์ความร้อนประเภทอื่นๆ

เครื่องยนต์จรวด เทอร์โบเจ็ท และไอพ่นที่ได้รับแรงขับจากก๊าซไอเสีย

เครื่องยนต์โซลิดสเตตใช้สสารที่เป็นของแข็งเป็นเชื้อเพลิง ในระหว่างการใช้งาน ไม่ใช่ปริมาตรที่เปลี่ยนแปลง แต่เป็นรูปร่าง เมื่อใช้งานอุปกรณ์ จะใช้ความแตกต่างของอุณหภูมิเพียงเล็กน้อยมาก

คุณจะเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างไร

เป็นไปได้หรือไม่ที่จะเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน? ต้องหาคำตอบในอุณหพลศาสตร์ เธอศึกษาการเปลี่ยนแปลงร่วมกันของพลังงานประเภทต่างๆ เป็นที่ยอมรับแล้วว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะแปลงพลังงานความร้อนที่มีอยู่ทั้งหมดเป็นไฟฟ้า เครื่องกล ฯลฯ อย่างไรก็ตาม การแปลงเป็นพลังงานความร้อนเกิดขึ้นโดยไม่มีข้อจำกัดใดๆ สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากธรรมชาติของพลังงานความร้อนนั้นขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่ไม่เป็นระเบียบ (วุ่นวาย)

ยิ่งร่างกายร้อนขึ้นเท่าไร โมเลกุลที่เป็นส่วนประกอบก็จะเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่านั้น การเคลื่อนที่ของอนุภาคจะยิ่งไม่แน่นอนมากขึ้น นอกจากนี้ทุกคนยังรู้ดีว่าคำสั่งซื้อสามารถกลายเป็นความสับสนวุ่นวายซึ่งเป็นเรื่องยากมากที่จะสั่งซื้อ

fb.ru

ความเป็นจริงสมัยใหม่จำเป็นต้องมีการใช้เครื่องยนต์ความร้อนอย่างแพร่หลาย ความพยายามหลายครั้งที่จะแทนที่ด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าล้มเหลว ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการสะสมไฟฟ้าในระบบอัตโนมัตินั้นแก้ไขได้ยาก

ปัญหาของเทคโนโลยีการผลิตแบตเตอรี่พลังงานไฟฟ้าโดยคำนึงถึงการใช้งานในระยะยาวยังคงมีความเกี่ยวข้อง ลักษณะความเร็วของรถยนต์ไฟฟ้ายังห่างไกลจากรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ขั้นตอนแรกในการสร้างเครื่องยนต์ไฮบริดสามารถลดการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายในเมืองใหญ่ได้อย่างมาก และช่วยแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมได้

ประวัติเล็กน้อย

ความเป็นไปได้ในการแปลงพลังงานไอน้ำเป็นพลังงานเคลื่อนที่เป็นที่รู้จักในสมัยโบราณ 130 ปีก่อนคริสตกาล: นักปรัชญา Heron แห่งอเล็กซานเดรียนำเสนอของเล่นไอน้ำ - aeolipile แก่ผู้ชม ทรงกลมที่เต็มไปด้วยไอน้ำเริ่มหมุนภายใต้อิทธิพลของไอพ่นที่เล็ดลอดออกมาจากมัน กังหันไอน้ำสมัยใหม่ต้นแบบนี้ไม่ได้ใช้ในสมัยนั้น

เป็นเวลาหลายปีและหลายศตวรรษที่พัฒนาการของนักปรัชญาถือเป็นเพียงของเล่นที่สนุกสนาน ในปี ค.ศ. 1629 ชาวอิตาลี D. Branchi ได้สร้างกังหันที่ใช้งานอยู่ ไอน้ำขับเคลื่อนดิสก์ที่ติดตั้งใบมีด

ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเครื่องยนต์ไอน้ำก็เริ่มขึ้น

เครื่องยนต์ร้อน

การแปลงเชื้อเพลิงเป็นพลังงานการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนและกลไกของเครื่องจักรใช้ในเครื่องยนต์ความร้อน

ชิ้นส่วนหลักของเครื่องจักร: เครื่องทำความร้อน (ระบบรับพลังงานจากภายนอก), สารทำงาน (ดำเนินการที่เป็นประโยชน์), ตู้เย็น

เครื่องทำความร้อนได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่าของไหลทำงานสะสมพลังงานภายในเพียงพอเพื่อทำงานที่เป็นประโยชน์ ตู้เย็นจะขจัดพลังงานส่วนเกิน

ลักษณะสำคัญของประสิทธิภาพเรียกว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน ค่านี้แสดงปริมาณพลังงานที่ใช้ไปกับการทำความร้อนในการทำงานที่เป็นประโยชน์ ยิ่งประสิทธิภาพสูงขึ้นเท่าใด การทำงานของเครื่องก็จะยิ่งทำกำไรได้มากขึ้นเท่านั้น แต่ค่านี้จะต้องไม่เกิน 100%

การคำนวณประสิทธิภาพ

ให้เครื่องทำความร้อนได้รับพลังงานจากภายนอกเท่ากับ Q 1 . สารทำงานทำงาน A ในขณะที่พลังงานที่มอบให้กับตู้เย็นมีจำนวน Q 2

ตามคำจำกัดความ เราคำนวณค่าประสิทธิภาพ:

η= ก / คิว 1 . พิจารณาว่า A = Q 1 - Q 2

ดังนั้นประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนซึ่งมีสูตรคือη = (Q 1 - Q 2) / Q 1 = 1 - Q 2 / Q 1 ช่วยให้เราสามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้:

• ประสิทธิภาพต้องไม่เกิน 1 (หรือ 100%)
• เพื่อเพิ่มค่านี้ให้สูงสุดจำเป็นต้องเพิ่มพลังงานที่ได้รับจากเครื่องทำความร้อนหรือลดพลังงานที่มอบให้กับตู้เย็น
• การเพิ่มพลังงานเครื่องทำความร้อนทำได้โดยการเปลี่ยนคุณภาพของเชื้อเพลิง
• คุณสมบัติการออกแบบของเครื่องยนต์สามารถลดพลังงานที่จ่ายให้กับตู้เย็นได้

เครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติ

เป็นไปได้ไหมที่จะสร้างเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด (เท่ากับ 100%)? Sadi Carnot นักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวฝรั่งเศสและวิศวกรผู้มีความสามารถพยายามค้นหาคำตอบสำหรับคำถามนี้ ในปีพ.ศ. 2367 การคำนวณทางทฤษฎีของเขาเกี่ยวกับกระบวนการที่เกิดขึ้นในก๊าซได้รับการเปิดเผยสู่สาธารณะ

แนวคิดหลักที่มีอยู่ในเครื่องจักรในอุดมคติสามารถพิจารณาได้ว่าจะดำเนินการกระบวนการแบบพลิกกลับได้โดยใช้ก๊าซในอุดมคติ เราเริ่มต้นด้วยการขยายก๊าซไอโซเทอร์มอลที่อุณหภูมิ T 1 . ปริมาณความร้อนที่ต้องการคือ Q 1 หลังจากนั้นก๊าซจะขยายตัวโดยไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อน เมื่อถึงอุณหภูมิ T 2 ก๊าซจะบีบอัดด้วยความร้อนโดยถ่ายเทพลังงาน Q 2 ไปยังตู้เย็น ก๊าซจะกลับสู่สถานะเดิมแบบอะเดียแบติก

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน Carnot ในอุดมคติ เมื่อคำนวณได้อย่างแม่นยำ จะเท่ากับอัตราส่วนของความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอุปกรณ์ทำความร้อนและความเย็นต่ออุณหภูมิของเครื่องทำความร้อน มีลักษณะดังนี้: η=(T 1 - T 2)/ T 1

ประสิทธิภาพที่เป็นไปได้ของเครื่องยนต์ความร้อนซึ่งมีสูตรคือ: η = 1 - T 2 / T 1 ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนและเครื่องทำความเย็นเท่านั้นและต้องไม่เกิน 100%

ยิ่งไปกว่านั้น ความสัมพันธ์นี้ช่วยให้เราพิสูจน์ได้ว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนจะเท่ากับความสามัคคีก็ต่อเมื่อตู้เย็นถึงอุณหภูมิเท่านั้น ดังที่ทราบกันดีว่าคุณค่านี้ไม่สามารถบรรลุได้

การคำนวณทางทฤษฎีของ Carnot ช่วยให้สามารถกำหนดประสิทธิภาพสูงสุดของเครื่องยนต์ความร้อนในทุกการออกแบบได้

ทฤษฎีบทที่การ์โนต์พิสูจน์ได้มีดังนี้ ไม่ว่าในสถานการณ์ใดก็ตาม เครื่องยนต์ความร้อนตามอำเภอใจไม่สามารถมีประสิทธิภาพมากกว่าค่าประสิทธิภาพเดียวกันของเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติได้

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1 อะไรคือประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติ หากอุณหภูมิเครื่องทำความร้อนอยู่ที่ 800 o C และอุณหภูมิตู้เย็นต่ำกว่า 500 o C?

T 1 = 800 o C = 1,073 K, ∆T = 500 o C = 500 K, η - ?

ตามคำจำกัดความ: η=(T 1 - T 2)/ T 1

เราไม่ได้รับอุณหภูมิของตู้เย็น แต่ ∆T = (T 1 - T 2) จากที่นี่:

η= ∆T / T 1 = 500 K/1073 K = 0.46

คำตอบ: ประสิทธิภาพ = 46%

ตัวอย่างที่ 2 ตรวจสอบประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติหากได้รับพลังงานฮีตเตอร์หนึ่งกิโลจูลที่ได้รับจึงทำให้มีงานที่มีประโยชน์ 650 J อุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนของเครื่องยนต์ความร้อนคือเท่าไรหากอุณหภูมิเย็นกว่า 400 K?

Q 1 \u003d 1 kJ \u003d 1,000 J, A \u003d 650 J, T 2 \u003d 400 K, η -?, T 1 \u003d?

ในปัญหานี้ เรากำลังพูดถึงการติดตั้งระบบระบายความร้อน ซึ่งสามารถคำนวณประสิทธิภาพได้โดยใช้สูตร:

ในการกำหนดอุณหภูมิเครื่องทำความร้อน เราใช้สูตรประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติ:

η = (T 1 - T 2)/ T 1 = 1 - T 2 / T 1

หลังจากทำการแปลงทางคณิตศาสตร์แล้ว เราจะได้:

T 1 = T 2 /(1- η)

ที 1 = ที 2 /(1- A / Q 1)

มาคำนวณกัน:

η= 650 เจ/ 1,000 เจ = 0.65

T 1 = 400 K / (1- 650 J / 1,000 J) = 1142.8 K

คำตอบ: η= 65%, T 1 = 1142.8 K.

สภาพจริง

เครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงกระบวนการในอุดมคติ งานจะดำเนินการเฉพาะในกระบวนการไอโซเทอร์มอลเท่านั้น โดยค่าของมันจะถูกกำหนดเป็นพื้นที่ที่ถูกจำกัดโดยกราฟของวัฏจักรการ์โนต์

ในความเป็นจริง เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างเงื่อนไขสำหรับกระบวนการเปลี่ยนสถานะของก๊าซให้เกิดขึ้นโดยไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ไม่มีวัสดุใดที่จะแยกการแลกเปลี่ยนความร้อนกับวัตถุโดยรอบได้ กระบวนการอะเดียแบติกเป็นไปไม่ได้ที่จะดำเนินการ ในกรณีของการแลกเปลี่ยนความร้อน อุณหภูมิของก๊าซจะต้องเปลี่ยนแปลง

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนที่สร้างขึ้นในสภาวะจริงแตกต่างอย่างมากจากประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ในอุดมคติ โปรดทราบว่ากระบวนการในเครื่องยนต์จริงเกิดขึ้นเร็วมากจนการเปลี่ยนแปลงของพลังงานความร้อนภายในของสารทำงานในกระบวนการเปลี่ยนปริมาตรไม่สามารถชดเชยได้ด้วยการไหลเข้าของความร้อนจากเครื่องทำความร้อนและถ่ายโอนไปยังตู้เย็น

เครื่องยนต์ความร้อนอื่นๆ

เครื่องยนต์จริงทำงานในรอบที่แตกต่างกัน:

• วงจรอ็อตโต: กระบวนการที่มีปริมาตรคงที่เปลี่ยนแปลงแบบอะเดียแบติก ทำให้เกิดวงจรปิด
• วงจรดีเซล: ไอโซบาร์, อะเดียแบติก, ไอโซคอร์, อะเดียแบติก;
• กระบวนการที่เกิดขึ้นที่ความดันคงที่จะถูกแทนที่ด้วยกระบวนการอะเดียแบติก ซึ่งเป็นการปิดวงจร

เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างกระบวนการสมดุลในเครื่องยนต์จริง (เพื่อให้เข้าใกล้กระบวนการในอุดมคติมากขึ้น) ภายใต้เทคโนโลยีสมัยใหม่ ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนจะลดลงอย่างมาก แม้จะคำนึงถึงสภาวะอุณหภูมิเดียวกันกับการติดตั้งระบบระบายความร้อนในอุดมคติก็ตาม

แต่ไม่ควรลดบทบาทของสูตรการคำนวณประสิทธิภาพเนื่องจากเป็นจุดเริ่มต้นในกระบวนการทำงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์จริง

วิธีการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพ

เมื่อเปรียบเทียบเครื่องยนต์ในอุดมคติและเครื่องยนต์ความร้อนจริงเป็นที่น่าสังเกตว่าอุณหภูมิของตู้เย็นรุ่นหลังไม่สามารถเป็นได้ โดยปกติแล้วบรรยากาศจะถือว่าเป็นตู้เย็น อุณหภูมิของบรรยากาศสามารถยอมรับได้ในการคำนวณโดยประมาณเท่านั้น ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิของสารหล่อเย็นเท่ากับอุณหภูมิของก๊าซไอเสียในเครื่องยนต์ เช่นเดียวกับในเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ตัวย่อว่า ICE)

ICE เป็นเครื่องยนต์ความร้อนที่พบมากที่สุดในโลกของเรา ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนในกรณีนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเครื่องยนต์สันดาปภายในและเครื่องยนต์ไอน้ำคือการรวมฟังก์ชั่นของเครื่องทำความร้อนและสารทำงานของอุปกรณ์เข้ากับส่วนผสมของเชื้อเพลิงอากาศ เมื่อส่วนผสมไหม้ จะทำให้เกิดแรงกดดันต่อชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของเครื่องยนต์

การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของก๊าซใช้งานทำให้คุณสมบัติของเชื้อเพลิงเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก น่าเสียดายที่สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้อย่างไม่มีกำหนด วัสดุใดๆ ที่ใช้สร้างห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์จะมีจุดหลอมเหลวในตัวเอง ความต้านทานความร้อนของวัสดุดังกล่าวเป็นลักษณะสำคัญของเครื่องยนต์ตลอดจนความสามารถในการส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพ

ค่าประสิทธิภาพของมอเตอร์

หากเราพิจารณาอุณหภูมิของไอน้ำทำงานที่ทางเข้าคือ 800 K และก๊าซไอเสีย - 300 K ประสิทธิภาพของเครื่องนี้คือ 62% ในความเป็นจริงค่านี้ไม่เกิน 40% การลดลงนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการสูญเสียความร้อนเมื่อให้ความร้อนกับท่อกังหัน

ค่าการเผาไหม้ภายในสูงสุดไม่เกิน 44% การเพิ่มมูลค่านี้เป็นเรื่องของอนาคตอันใกล้นี้ การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัสดุและเชื้อเพลิงเป็นปัญหาที่จิตใจที่ดีที่สุดของมนุษยชาติกำลังดำเนินการอยู่

ปัจจัยด้านประสิทธิภาพ (ประสิทธิภาพ) เป็นคำที่สามารถใช้ได้กับทุกระบบและอุปกรณ์ แม้แต่บุคคลก็มีปัจจัยด้านประสิทธิภาพ แม้ว่าอาจจะยังไม่มีสูตรสำเร็จในการค้นหาก็ตาม ในบทความนี้เราจะอธิบายรายละเอียดว่าประสิทธิภาพคืออะไร และสามารถคำนวณสำหรับระบบต่างๆ ได้อย่างไร

คำจำกัดความของประสิทธิภาพ

ประสิทธิภาพเป็นตัวบ่งชี้ที่แสดงลักษณะประสิทธิภาพของระบบในแง่ของการส่งออกหรือการแปลงพลังงาน ประสิทธิภาพเป็นปริมาณที่ไม่สามารถวัดได้ และแสดงเป็นค่าตัวเลขในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 1 หรือเป็นเปอร์เซ็นต์

สูตรทั่วไป

ประสิทธิภาพจะแสดงด้วยสัญลักษณ์ Ō

สูตรทางคณิตศาสตร์ทั่วไปในการค้นหาประสิทธิภาพเขียนได้ดังนี้

Š=A/Q โดยที่ A คือพลังงาน/งานที่มีประโยชน์ที่ระบบดำเนินการ และ Q คือพลังงานที่ใช้โดยระบบนี้เพื่อจัดระเบียบกระบวนการเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มีประโยชน์

น่าเสียดายที่ปัจจัยด้านประสิทธิภาพนั้นน้อยกว่าหรือเท่ากับความสามัคคีเสมอ เนื่องจากตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน เราไม่สามารถทำงานได้มากกว่าพลังงานที่ใช้ไป นอกจากนี้ในความเป็นจริงประสิทธิภาพนั้นแทบจะไม่เท่ากับความสามัคคีเลยเนื่องจากงานที่มีประโยชน์มักจะมาพร้อมกับการสูญเสียเสมอเช่นเพื่อให้ความร้อนแก่กลไก

ประสิทธิภาพความร้อนของเครื่องยนต์

เครื่องยนต์ความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล ในเครื่องยนต์ความร้อน งานจะพิจารณาจากความแตกต่างระหว่างปริมาณความร้อนที่ได้รับจากเครื่องทำความร้อนและปริมาณความร้อนที่มอบให้กับเครื่องทำความเย็น ดังนั้นประสิทธิภาพจึงถูกกำหนดโดยสูตร:

• Š=Qн-Qх/Qн โดยที่ Qн คือปริมาณความร้อนที่ได้รับจากเครื่องทำความร้อน และ Qх คือปริมาณความร้อนที่มอบให้กับเครื่องทำความเย็น

เชื่อกันว่าเครื่องยนต์ที่ทำงานในวงจรคาร์โนต์ให้ประสิทธิภาพสูงสุด ในกรณีนี้ประสิทธิภาพจะถูกกำหนดโดยสูตร:

• Š=T1-T2/T1 โดยที่ T1 คืออุณหภูมิของแหล่งร้อน T2 คืออุณหภูมิของแหล่งความเย็น

ประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล ดังนั้นประสิทธิภาพในกรณีนี้คืออัตราส่วนประสิทธิภาพของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล สูตรการหาประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้ามีลักษณะดังนี้:

• Š=P2/P1 โดยที่ P1 คือกำลังไฟฟ้าที่จ่ายให้ P2 คือกำลังทางกลที่มีประโยชน์ซึ่งสร้างโดยเครื่องยนต์

กำลังไฟฟ้าเป็นผลคูณของกระแสและแรงดันไฟฟ้าของระบบ (P=UI) และกำลังไฟฟ้าพบเป็นอัตราส่วนของงานต่อหน่วยเวลา (P=A/t)

ประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่แปลงกระแสสลับของแรงดันไฟฟ้าหนึ่งเป็นกระแสสลับของแรงดันไฟฟ้าอื่นโดยยังคงรักษาความถี่ไว้ นอกจากนี้หม้อแปลงยังสามารถแปลง AC เป็น DC ได้อีกด้วย

ประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้าหาได้ตามสูตร:

• Š=1/1+(P0+PL*n2)/(P2*n) โดยที่ P0 - การสูญเสียที่ไม่มีโหลด, PL - การสูญเสียโหลด, P2 - กำลังไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่ซึ่งส่งไปยังโหลด, n - ระดับสัมพัทธ์ของการโหลด

ประสิทธิภาพหรือไม่มีประสิทธิภาพ?

เป็นที่น่าสังเกตว่านอกเหนือจากประสิทธิภาพแล้วยังมีตัวบ่งชี้จำนวนหนึ่งที่แสดงถึงประสิทธิภาพของกระบวนการพลังงานและบางครั้งเราสามารถค้นหาคำอธิบายประเภท - ประสิทธิภาพของลำดับ 130% อย่างไรก็ตามในกรณีนี้คุณต้องมี เพื่อทำความเข้าใจว่าคำนี้ไม่ได้ใช้อย่างถูกต้อง และเป็นไปได้มากว่าผู้เขียนหรือผู้ผลิตจะเข้าใจลักษณะที่แตกต่างออกไปเล็กน้อยจากตัวย่อนี้

ตัวอย่างเช่น ปั๊มความร้อนมีความโดดเด่นด้วยความจริงที่ว่าปั๊มความร้อนสามารถปล่อยความร้อนได้มากกว่าที่ใช้ ดังนั้นเครื่องทำความเย็นจึงสามารถขจัดความร้อนออกจากวัตถุที่ถูกทำให้เย็นลงได้มากกว่าการใช้พลังงานเทียบเท่ากับการจัดการการกำจัด ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็นเรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์การทำความเย็น ซึ่งแสดงด้วยตัวอักษร Ɛ และกำหนดโดยสูตร: Ɛ=Qx/A โดยที่ Qx คือความร้อนที่ถูกดึงออกจากด้านความเย็น A คืองานที่ใช้ในกระบวนการถอดออก . อย่างไรก็ตาม บางครั้งค่าสัมประสิทธิ์การทำความเย็นก็เรียกว่าประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็น

เป็นที่น่าสนใจว่าประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำที่ใช้เชื้อเพลิงอินทรีย์มักจะคำนวณตามค่าความร้อนที่ต่ำกว่าและอาจมากกว่าความสามัคคี อย่างไรก็ตาม ประเพณีนี้ยังคงเรียกว่าประสิทธิภาพ เป็นไปได้ที่จะกำหนดประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำด้วยค่าความร้อนที่สูงกว่าจากนั้นจะน้อยกว่าหนึ่งเสมอ แต่ในกรณีนี้จะไม่สะดวกที่จะเปรียบเทียบประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำกับข้อมูลจากการติดตั้งอื่น