Efikasiteti (efikasiteti) - një karakteristikë e efikasitetit të një sistemi (pajisje, makinë) në lidhje me shndërrimin ose transferimin e energjisë. Përcaktohet nga raporti i energjisë së dobishme të përdorur ndaj sasisë totale të energjisë së marrë nga sistemi; zakonisht shënohet η ("kjo"). η = Wpol/Wcym. Efikasiteti është një sasi pa dimension dhe shpesh matet si përqindje. Matematikisht, përkufizimi i efikasitetit mund të shkruhet si:

X 100%

Ku A- punë e dobishme, dhe P- energji e humbur.

Në bazë të ligjit të ruajtjes së energjisë, efikasiteti është gjithmonë më i vogël se uniteti ose i barabartë me të, domethënë është e pamundur të merret punë më e dobishme sesa energjia e shpenzuar.

Efikasiteti i motorit të nxehtësisë- raporti i punës së dobishme të përsosur të motorit, me energjinë e marrë nga ngrohësi. Efikasiteti i një motori me nxehtësi mund të llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme

ku - sasia e nxehtësisë së marrë nga ngrohësi, - sasia e nxehtësisë që i jepet frigoriferit. Efikasiteti më i lartë midis makinerive ciklike që funksionojnë në temperatura të dhëna të burimeve të nxehta T 1 dhe të ftohtë T 2, të ketë motorë ngrohje që funksionojnë në ciklin Carnot; ky efikasitet kufizues është i barabartë me

Jo të gjithë treguesit që karakterizojnë efikasitetin e proceseve të energjisë korrespondojnë me përshkrimin e mësipërm. Edhe nëse ato tradicionalisht ose gabimisht quhen "", ato mund të kenë veti të tjera, në veçanti, të kalojnë 100%.

efikasiteti i bojlerit

Artikulli kryesor: Bilanci termik i bojlerit

Efikasiteti i kaldajave me lëndë djegëse fosile llogaritet tradicionalisht nga vlera kalorifike neto; supozohet se lagështia e produkteve të djegies largohet nga kaldaja në formën e avullit të mbinxehur. Në kaldaja me kondensim, kjo lagështi kondensohet, nxehtësia e kondensimit përdoret në mënyrë të dobishme. Kur llogaritet efikasiteti sipas vlerës më të ulët kalorifike, përfundimisht mund të rezultojë të jetë më shumë se një. Në këtë rast, do të ishte më e saktë ta konsideronim atë sipas vlerës kalorifike bruto, e cila merr parasysh nxehtësinë e kondensimit të avullit; megjithatë, është e vështirë të krahasohet performanca e një bojleri të tillë me të dhënat nga instalimet e tjera.

Pompat e nxehtësisë dhe ftohësit

Avantazhi i pompave të nxehtësisë si një teknikë ngrohjeje është aftësia për të marrë ndonjëherë më shumë nxehtësi sesa energjia e shpenzuar për punën e tyre; në mënyrë të ngjashme, një makinë ftohëse mund të largojë më shumë nxehtësi nga fundi i ftohur sesa shpenzohet për organizimin e procesit.

Efikasiteti i motorëve të tillë me nxehtësi karakterizohet nga koeficienti i performancës(për chillers) ose raporti i transformimit(për pompat e nxehtësisë)

ku merret nxehtësia nga fundi i ftohtë (në makinat ftohëse) ose transferohet në skajin e nxehtë (në pompat e nxehtësisë); - puna (ose energjia elektrike) e shpenzuar për këtë proces. Treguesit më të mirë të performancës për makina të tilla kanë ciklin e kundërt të Carnot: në të koeficientin e performancës

ku , janë temperaturat e skajeve të nxehta dhe të ftohta, . Kjo vlerë, padyshim, mund të jetë arbitrarisht e madhe; ndonëse praktikisht është e vështirë për t'iu afruar, koeficienti i performancës mund të kalojë përsëri unitetin. Kjo nuk bie ndesh me ligjin e parë të termodinamikës, pasi, përveç energjisë që merret parasysh A(p.sh. elektrike), në nxehtësi P ka edhe energji të marrë nga një burim i ftohtë.

Letërsia

• Peryshkin A.V. Fizika. klasa e 8-të. - Bustard, 2005. - 191 f. - 50,000 kopje. - ISBN 5-7107-9459-7.

Shënime

Fondacioni Wikimedia. 2010 .

• TurboPascal
• efikasiteti

Shihni se çfarë është "Efikasiteti" në fjalorë të tjerë:

efikasiteti- Raporti i fuqisë dalëse ndaj fuqisë aktive të konsumuar. [OST 45.55 99] koeficienti i efikasitetit Efikasiteti Një vlerë që karakterizon përsosjen e proceseve të transformimit, transformimit ose transferimit të energjisë, që është raporti i të dobishmeve ... ... Manuali i Përkthyesit Teknik

EFIÇENCA- ose koeficienti i kthimit (Efiçenca) - një karakteristikë e cilësisë së punës së çdo makine ose aparati nga ana e efikasitetit të saj. Me K.P.D nënkuptohet raporti i sasisë së punës së marrë nga makina ose i energjisë nga pajisja me atë sasi ... ... Marine Dictionary

EFIÇENCA- (efikasiteti), një tregues i efikasitetit të mekanizmit, i përcaktuar si raporti i punës së kryer nga mekanizmi me punën e shpenzuar për funksionimin e tij. efikasiteti zakonisht shprehet në përqindje. Një mekanizëm ideal do të duhej të kishte efikasitet = ... ... Fjalor enciklopedik shkencor dhe teknik

EFIÇENCA- (efikasiteti), një karakteristikë numerike e efikasitetit energjetik të çdo pajisjeje ose makine (përfshirë një motor ngrohjeje). Efikasiteti përcaktohet nga raporti i energjisë së dobishme të përdorur (d.m.th., e konvertuar në punë) me sasinë totale të energjisë, ... ... Enciklopedia moderne

EFIÇENCA- (efikasiteti) karakteristikë e efikasitetit të sistemit (pajisjes, makinës) në lidhje me shndërrimin e energjisë; përcaktohet nga raporti i energjisë së dobishme të përdorur (e kthyer në punë në një proces ciklik) me sasinë totale të energjisë, ... ... Fjalori i madh enciklopedik

EFIÇENCA- (eficenca), karakteristikë e efikasitetit të një sistemi (pajisje, makinerie) në lidhje me shndërrimin ose transferimin e energjisë; përcaktohet nga raporti i t) energjisë së dobishme të përdorur (Wpol) ndaj sasisë totale të energjisë (Wtotal) të marrë nga sistemi; h=Wpol…… Enciklopedia Fizike

EFIÇENCA- (efikasiteti) raporti i energjisë së dobishme W p, për shembull. në formën e punës, në sasinë totale të energjisë W të marrë nga sistemi (makinë ose motor), W p / W. Për shkak të humbjeve të pashmangshme të energjisë për shkak të fërkimit dhe proceseve të tjera jo ekuilibër për sistemet reale ... ... Enciklopedia Fizike

EFIÇENCA- raporti i punës së dobishme të shpenzuar ose energjisë së marrë me të gjithë punën e shpenzuar ose energjinë e konsumuar, përkatësisht. Për shembull, efikasiteti i motorit elektrik është raporti i mekanizmit. fuqinë që ata i japin energjisë elektrike që i furnizohet. fuqia; TE.…… Fjalor teknik hekurudhor

efikasiteti- emri, numri i sinonimeve: 8 efikasiteti (4) kthimi (27) frytshmëria (10) ... Fjalor sinonimik

Efikasiteti- - një vlerë që karakterizon përsosmërinë e çdo sistemi në lidhje me çdo proces transformimi ose transferimi të energjisë që ndodh në të, i përcaktuar si raporti i punës së dobishme ndaj punës së shpenzuar për vënien në veprim. ... ... Enciklopedi e termave, përkufizimeve dhe shpjegimeve të materialeve të ndërtimit

Ndër karakteristikat e shumta të mekanizmave të ndryshëm në makinë, faktori vendimtar është Efikasiteti i një motori me djegie të brendshme. Për të zbuluar thelbin e këtij koncepti, duhet të dini saktësisht se çfarë është një motor klasik me djegie të brendshme.

Efikasiteti i një motori me djegie të brendshme - çfarë është?

Para së gjithash, motori konverton energjinë termike që ndodh gjatë djegies së karburantit në një sasi të caktuar pune mekanike. Ndryshe nga motorët me avull, këta motorë janë më të lehtë dhe më kompakt. Ato janë shumë më ekonomike dhe konsumojnë lëndë djegëse të lëngshme dhe të gazta të përcaktuara rreptësisht. Kështu, efikasiteti i motorëve modernë llogaritet bazuar në karakteristikat e tyre teknike dhe tregues të tjerë.

Efikasiteti (koeficienti i performancës) është raporti i fuqisë së transmetuar aktualisht në boshtin e motorit me fuqinë e marrë nga pistoni për shkak të veprimit të gazrave. Nëse krahasojmë efikasitetin e motorëve me fuqi të ndryshme, mund të konstatojmë se kjo vlerë për secilin prej tyre ka karakteristikat e veta.

Të dy motorët, megjithë ngjashmërinë e dizajnit, kanë lloje të ndryshme të formimit të përzierjes. Prandaj, pistonët e një motori karburatori funksionojnë në temperatura më të larta që kërkojnë ftohje me cilësi të lartë. Për shkak të kësaj, energjia termike që mund të shndërrohet në energji mekanike shpërndahet pa dobi, duke ulur vlerën e përgjithshme të efikasitetit.

Sidoqoftë, për të rritur efikasitetin e një motori me benzinë, merren disa masa. Për shembull, dy valvola marrjeje dhe shkarkimi mund të instalohen për cilindër, në vend të një valvule marrjeje dhe një shkarkimi. Për më tepër, disa motorë kanë një spirale të veçantë ndezëse për secilën kandele. Kontrolli i mbytjes në shumë raste kryhet me ndihmën e një makine elektrike, dhe jo me një kabllo të zakonshme.

Efikasiteti i motorit me naftë - efikasitet i dukshëm

Nafta është një nga varietetet e motorëve me djegie të brendshme, në të cilën ndezja e përzierjes së punës kryhet si rezultat i kompresimit. Prandaj, presioni i ajrit në cilindër është shumë më i lartë se ai i një motori me benzinë. Duke krahasuar efikasitetin e një motori me naftë me efikasitetin e modeleve të tjera, mund të vërehet efikasiteti më i lartë i tij.

Në prani të shpejtësive të ulëta dhe një zhvendosjeje të madhe, treguesi i efikasitetit mund të kalojë 50%.

Vëmendje duhet t'i kushtohet konsumit relativisht të ulët të karburantit dizel dhe përmbajtjes së ulët të substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit. Kështu, vlera e efikasitetit të një motori me djegie të brendshme varet tërësisht nga lloji dhe dizajni i tij. Në shumë automjete, efikasiteti i ulët kompensohet nga përmirësime të ndryshme për të përmirësuar performancën e përgjithshme.

Koeficienti i performancës (COP) është një vlerë që shpreh në përqindje efikasitetin e një mekanizmi të veçantë (motorit, sistemit) në lidhje me shndërrimin e energjisë së marrë në punë të dobishme.

Lexoni në këtë artikull

Pse efikasiteti i naftës është më i lartë

Indeksi i efikasitetit për motorë të ndryshëm mund të ndryshojë shumë dhe varet nga një numër faktorësh. kanë një efikasitet relativisht të ulët për shkak të numrit të madh të humbjeve mekanike dhe termike që ndodhin gjatë funksionimit të një njësie fuqie të këtij lloji.

Faktori i dytë është fërkimi që ndodh gjatë bashkëveprimit të pjesëve të çiftëzimit. Pjesa më e madhe e konsumit të energjisë së dobishme është lëvizja e pistonëve të motorit, si dhe rrotullimi i pjesëve brenda motorit, të cilat janë të fiksuara strukturisht në kushineta. Rreth 60% e energjisë së djegies së benzinës shpenzohet vetëm për të siguruar funksionimin e këtyre njësive.

Humbjet shtesë shkaktohen nga funksionimi i mekanizmave, sistemeve dhe bashkëngjitjeve të tjera. Ai gjithashtu merr parasysh përqindjen e humbjeve për shkak të rezistencës në kohën e ngarkimit të ardhshëm të karburantit dhe ajrit, dhe më pas lirimin e gazrave të shkarkimit nga cilindri i motorit me djegie të brendshme.

Nëse krahasojmë një fabrikë me naftë dhe një motor benzine, një motor nafte ka një efikasitet dukshëm më të lartë në krahasim me një njësi benzine. Njësitë e energjisë së benzinës kanë një efikasitet prej rreth 25-30% të sasisë totale të energjisë së marrë.

Me fjalë të tjera, nga 10 litra benzinë ​​të shpenzuar në motor, vetëm 3 litra shpenzohen për punë të dobishme. Pjesa tjetër e energjisë nga djegia e karburantit shkoi dëm.

Me të njëjtin tregues zhvendosjeje, fuqia e një motori me benzinë ​​atmosferike është më e lartë, por arrihet me shpejtësi më të larta. Motori duhet të "kthehet", humbjet rriten, konsumi i karburantit rritet. Është gjithashtu e nevojshme të përmendet çift rrotullimi, që fjalë për fjalë nënkupton forcën që transmetohet nga motori në rrota dhe drejton makinën. ICE-të e benzinës arrijnë çift rrotullues maksimal në RPM më të larta.

Një naftë e ngjashme me aspirim natyral arrin çift rrotullues maksimal në rpm të ulët, ndërsa përdor më pak naftë për të bërë punë të dobishme, që do të thotë efikasitet më i lartë dhe ekonomi karburanti.

Karburanti dizel gjeneron më shumë nxehtësi në krahasim me benzinën, temperatura e djegies së karburantit dizel është më e lartë dhe indeksi i rezistencës ndaj goditjes është më i lartë. Rezulton se një motor me djegie të brendshme me naftë ka punë më të dobishme për një sasi të caktuar karburanti.

Vlera energjetike e karburantit dizel dhe benzinës

Karburanti dizel përbëhet nga hidrokarbure më të rënda se benzina. Efikasiteti më i ulët i një impianti benzine në krahasim me një motor nafte qëndron gjithashtu në përbërësin energjetik të benzinës dhe tiparet e djegies së tij. Djegia e plotë e një sasie të barabartë të karburantit dizel dhe benzinës do të japë më shumë nxehtësi në rastin e parë. Nxehtësia në një motor nafte konvertohet më plotësisht në energji të dobishme mekanike. Rezulton se kur digjet e njëjta sasi karburanti për njësi të kohës, është motori me naftë ai që do të bëjë më shumë punë.

Vlen gjithashtu të merren parasysh veçoritë e injektimit dhe krijimi i kushteve të përshtatshme për djegien e plotë të përzierjes. Në një motor nafte, karburanti furnizohet veçmas nga ajri, ai nuk injektohet në kolektorin e marrjes, por direkt në cilindër në fundin e goditjes së kompresimit. Rezultati është një temperaturë më e lartë dhe djegia më e plotë e një pjese të përzierjes së punës karburant-ajër.

Rezultatet

Projektuesit po përpiqen vazhdimisht të përmirësojnë efikasitetin e motorëve me naftë dhe benzinë. Një rritje në numrin e valvulave të marrjes dhe shkarkimit për cilindër, përdorimi aktiv, kontrolli elektronik i injektimit të karburantit, valvula e mbytjes dhe zgjidhje të tjera mund të rrisë ndjeshëm efikasitetin. Në një masë më të madhe kjo vlen për motorin me naftë.

Falë këtyre veçorive, një motor modern dizel është në gjendje të djegë plotësisht një pjesë të karburantit dizel të ngopur me hidrokarbure në cilindër dhe të prodhojë një sasi të madhe çift rrotullues në rrotullime të ulëta. RPM të ulëta nënkuptojnë më pak humbje të fërkimit dhe zvarritje që rezulton. Për këtë arsye, një motor dizel është sot një nga llojet më produktive dhe më ekonomike të motorëve me djegie të brendshme, rendimenti i të cilit shpesh kalon 50%.

Lexoni gjithashtu

Pse është më mirë të ngrohni motorin përpara se të vozitni: lubrifikimi, karburanti, veshja e pjesëve të ftohta. Si të ngrohni një motor nafte në dimër.

Ndoshta, të gjithë pyesin veten për efikasitetin (Koeficienti i Performancës) të një motori me djegie të brendshme. Në fund të fundit, sa më i lartë të jetë ky tregues, aq më efikase funksionon njësia e energjisë. Për momentin, lloji elektrik konsiderohet më efikasi, efikasiteti i tij mund të arrijë deri në 90 - 95%, por për motorët me djegie të brendshme, qoftë naftë apo benzinë, për ta thënë butë, është larg idealit ...

Për të qenë i sinqertë, opsionet moderne të motorit janë shumë më efikase sesa homologët e tyre, të cilët u lëshuan 10 vjet më parë, dhe ka shumë arsye për këtë. Mendoni vetë përpara opsionit 1.6 litra, ai dha vetëm 60 - 70 kf. Dhe tani kjo vlerë mund të arrijë 130 - 150 kf. Kjo është punë e mundimshme për të rritur efikasitetin, në të cilën çdo "hap" jepet me provë dhe gabim. Megjithatë, le të fillojmë me një përkufizim.

- kjo është vlera e raportit të dy sasive, fuqia që furnizohet në boshtin e motorit me fuqinë e marrë nga pistoni, për shkak të presionit të gazrave që u formuan nga ndezja e karburantit.

Me fjalë të thjeshta, ky është shndërrimi i energjisë termike ose termike që shfaqet gjatë djegies së përzierjes së karburantit (ajri dhe benzina) në energji mekanike. Duhet të theksohet se kjo tashmë ka ndodhur, për shembull, në termocentralet me avull - gjithashtu karburanti, nën ndikimin e temperaturës, shtyu pistonët e njësive. Sidoqoftë, instalimet atje ishin shumë herë më të mëdha, dhe vetë karburanti ishte i ngurtë (zakonisht qymyr ose dru zjarri), gjë që e bënte të vështirë transportin dhe funksionimin e tij, ishte vazhdimisht e nevojshme që të "ushqehej" në furrë me lopata. Motorët me djegie të brendshme janë shumë më kompakt dhe më të lehtë se motorët me avull, dhe karburanti është shumë më i lehtë për t'u ruajtur dhe transportuar.

Më shumë për humbjet

Duke parë përpara, mund të themi me besim se efikasiteti i një motori me benzinë ​​është në rangun nga 20 deri në 25%. Dhe ka shumë arsye për këtë. Nëse marrim karburantin në hyrje dhe e rillogaritim si përqindje, atëherë marrim "100% të energjisë" që transferohet në motor, dhe më pas humbjet shkuan:

1)Efikasiteti i karburantit . Jo i gjithë karburanti digjet, një pjesë e vogël e tij largohet nga gazrat e shkarkimit, në këtë nivel tashmë humbasim deri në 25% të efikasitetit. Sigurisht, tani sistemet e karburantit po përmirësohen, është shfaqur një injektor, por është larg idealit.

2) E dyta është humbja e nxehtësisë.Dhe . Motori ngroh vetë dhe shumë elementë të tjerë, si radiatorët, trupin e tij, lëngun që qarkullon në të. Gjithashtu, një pjesë e nxehtësisë largohet me gazrat e shkarkimit. Për të gjitha këto, deri në 35% humbje e efikasitetit.

3) E treta janë humbjet mekanike . NË të gjitha llojet e pistonëve, shufrave lidhëse, unazave - të gjitha vendet ku ka fërkim. Kjo përfshin humbjet nga ngarkesa e gjeneratorit, për shembull, sa më shumë energji elektrike të prodhojë gjeneratori, aq më shumë ngadalëson rrotullimin e boshtit të gungës. Sigurisht, lubrifikantët gjithashtu kanë ecur përpara, por përsëri, askush nuk e ka mposhtur ende plotësisht fërkimin - një tjetër humbje prej 20%.

Kështu, në mbetjen e thatë, efikasiteti është rreth 20%! Sigurisht, ka opsione të dallueshme nga opsionet e benzinës, në të cilat kjo shifër është rritur në 25%, por nuk ka aq shumë prej tyre.

Kjo do të thotë, nëse makina juaj konsumon 10 litra karburant për 100 km, atëherë vetëm 2 litra prej tyre do të shkojnë drejtpërdrejt në punë, dhe pjesa tjetër janë humbje!

Sigurisht, ju mund të rrisni fuqinë, për shembull, duke mërzitur kokën, ne po shikojmë një video të shkurtër.

Nëse e mbani mend formulën, merrni:

Cili motor ka efikasitetin më të lartë?

Tani dua të flas për opsionet e benzinës dhe naftës dhe të zbuloj se cila është më efikase.

Për ta thënë me fjalë të thjeshta, dhe për të mos hyrë në xhunglën e termave teknikë, atëherë - nëse krahasojmë dy efikasitete - më efikasi prej tyre, natyrisht, është dizel, dhe ja pse:

1) Një motor benzine konverton vetëm 25% të energjisë në energji mekanike, por një motor dizel konverton rreth 40%.

2) Nëse pajisni llojin e naftës me një turbocharger, atëherë mund të arrini një efikasitet prej 50-53%, dhe kjo është shumë domethënëse.

Pra, pse është kaq efektive? Është e thjeshtë - pavarësisht nga lloji i ngjashëm i punës (të dyja janë njësi me djegie të brendshme), një motor dizel e bën punën e tij shumë më me efikasitet. Ka kompresim më të madh dhe karburanti ndizet nga një parim tjetër. Nxehet më pak, që do të thotë se kursen në ftohje, ka më pak valvola (kursim në fërkim) dhe gjithashtu nuk ka bobinat e zakonshme të ndezjes dhe kandelat, që do të thotë se nuk kërkon kosto shtesë të energjisë nga gjeneratori . Funksionon me shpejtësi më të ulëta, nuk ka nevojë të rrotulloni boshtin me gunga - e gjithë kjo e bën versionin me naftë një kampion në efikasitet.

Rreth efikasitetit të karburantit me naftë

Nga një vlerë më e lartë e faktorit të efikasitetit, rrjedh edhe efikasiteti i karburantit. Kështu, për shembull, një motor 1.6 litra mund të konsumojë vetëm 3-5 litra në qytet, në ndryshim nga lloji i benzinës, ku konsumi është 7-12 litra. Një motor nafte ka shumë, vetë motori është shpesh më kompakt dhe më i lehtë, dhe gjithashtu më miqësor me mjedisin kohët e fundit. Të gjitha këto momente pozitive arrihen për shkak të vlerës më të madhe, ekziston një lidhje e drejtpërdrejtë midis efikasitetit dhe ngjeshjes, shihni një pjatë të vogël.

Sot do t'ju tregojmë se çfarë është efikasiteti (faktori i efikasitetit), si ta llogaritni atë dhe ku zbatohet ky koncept.

Njeriu dhe makineri

Çfarë i bashkon një makinë larëse dhe një fabrikë konservimi? Dëshira e një personi për të çliruar veten nga nevoja për të bërë gjithçka vetë. Para shpikjes së motorit me avull, njerëzit kishin në dispozicion vetëm muskujt e tyre. Ata bënin gjithçka vetë: lëruan, mbollën, gatuanin, kapnin peshk, endnin lirin. Për të siguruar mbijetesën gjatë dimrit të gjatë, çdo pjesëtar i familjes fshatare punonte orët e ditës nga mosha dy vjeçare deri në vdekje. Fëmijët më të vegjël kujdeseshin për kafshët dhe po ndihmonin (sillnin, tregoni, telefononi, merrnin) të rriturit. Vajza u vendos për herë të parë pas një rrote rrotulluese në moshën pesë vjeçare! Edhe pleqtë e thellë prisnin lugë, dhe gjyshet më të moshuara dhe të pafuqishme u ulën në tezgjah dhe rrota tjerrëse, nëse shikimi i tyre lejonte. Ata nuk kishin kohë të mendonin se çfarë janë yjet dhe pse shkëlqejnë. Njerëzit u lodhën: çdo ditë duhej të shkonin e të punonin, pavarësisht nga gjendja shëndetësore, dhimbjet dhe morali. Natyrisht, një person donte të gjente asistentë që të paktën do t'i lehtësonin pak shpatullat e tij të mbingarkuara.

qesharake dhe e çuditshme

Teknologjia më e avancuar në ato ditë ishte kali dhe rrota e mullirit. Por ata bënë vetëm dy ose tre herë më shumë punë se një njeri. Por shpikësit e parë filluan të vinin me pajisje që dukeshin shumë të çuditshme. Në filmin "Historia e dashurisë së përjetshme", Leonardo da Vinci ngjiti varka të vogla në këmbët e tij për të ecur mbi ujë. Kjo çoi në disa incidente qesharake kur shkencëtari u zhyt në liqen me rroba. Edhe pse ky episod është vetëm një shpikje e skenaristit, shpikje të tilla sigurisht dukeshin kështu - komike dhe qesharake.

Shekulli i 19-të: hekuri dhe qymyri

Por në mesin e shekullit të 19-të, gjithçka ndryshoi. Shkencëtarët kanë kuptuar forcën e presionit të avullit në zgjerim. Mallrat më të rëndësishme të asaj kohe ishin hekuri për prodhimin e kaldajave dhe qymyri për ngrohjen e ujit në to. Shkencëtarët e asaj kohe duhej të kuptonin se çfarë është efikasiteti në fizikën e avullit dhe gazit dhe si ta rrisnin atë.

Formula për koeficientin në rastin e përgjithshëm është:

Punë dhe ngrohtësi

Efikasiteti (efikasiteti i shkurtuar) është një sasi pa dimension. Përcaktohet si përqindje dhe llogaritet si raport i energjisë së shpenzuar ndaj punës së dobishme. Termi i fundit përdoret shpesh nga nënat e adoleshentëve të pakujdesshëm kur i detyrojnë të bëjnë diçka nëpër shtëpi. Por në fakt, ky është rezultati i vërtetë i përpjekjes së shpenzuar. Kjo do të thotë, nëse efikasiteti i makinës është 20%, atëherë ajo konverton vetëm një të pestën e energjisë së marrë në veprim. Tani, kur blen një makinë, lexuesi nuk duhet të ketë pyetje se çfarë është efikasiteti i motorit.

Nëse koeficienti llogaritet si përqindje, atëherë formula është:

η - efikasiteti, A - punë e dobishme, Q - energjia e shpenzuar.

Humbja dhe realiteti

Sigurisht që të gjitha këto argumente shkaktojnë hutim. Pse të mos shpikni një makinë që mund të përdorë më shumë energji karburanti? Mjerisht, bota reale nuk është e tillë. Në shkollë, fëmijët zgjidhin probleme në të cilat nuk ka fërkime, të gjitha sistemet janë të mbyllura dhe rrezatimi është rreptësisht monokromatik. Inxhinierët e vërtetë në fabrikat prodhuese janë të detyruar të marrin parasysh praninë e të gjithë këtyre faktorëve. Konsideroni, për shembull, çfarë është ky koeficient dhe nga çfarë përbëhet.

Formula në këtë rast duket si kjo:

η \u003d (Q 1 -Q 2) / Q 1

Në këtë rast, Q 1 është sasia e nxehtësisë që motori merrte nga ngrohja, dhe Q 2 është sasia e nxehtësisë që i dha mjedisit (në rastin e përgjithshëm, ky quhet frigorifer).

Karburanti nxehet dhe zgjerohet, forca shtyn pistonin, i cili drejton elementin rrotullues. Por karburanti gjendet në një enë. Kur nxehet, ajo transferon nxehtësinë në muret e enës. Kjo çon në humbje të energjisë. Në mënyrë që pistoni të zbresë, gazi duhet të ftohet. Për ta bërë këtë, një pjesë e tij lëshohet në mjedis. Dhe do të ishte mirë që gazi t'i jepte gjithë nxehtësinë punës së dobishme. Por, mjerisht, ftohet shumë ngadalë, kështu që del avulli i nxehtë. Një pjesë e energjisë shpenzohet për ngrohjen e ajrit. Pistoni lëviz në një cilindër metalik të zbrazët. Skajet e tij përshtaten fort me muret; kur lëvizni, forcat e fërkimit hyjnë në lojë. Pistoni ngroh cilindrin e zbrazët, i cili gjithashtu çon në një humbje të energjisë. Lëvizja përkthimore e shufrës lart e poshtë transmetohet në një çift rrotullues përmes një sërë nyjesh që fërkohen me njëra-tjetrën dhe nxehen, domethënë, një pjesë e energjisë primare shpenzohet gjithashtu për këtë.

Sigurisht, në makinat e fabrikës, të gjitha sipërfaqet janë të lëmuara deri në nivelin atomik, të gjitha metalet janë të forta dhe kanë përçueshmërinë termike më të ulët, dhe vaji i pistonit ka vetitë më të mira. Por në çdo motor, energjia e benzinës shkon në ngrohjen e pjesëve, ajrit dhe fërkimit.

Tigan dhe kazan

Tani ne propozojmë të kuptojmë se cili është efikasiteti i bojlerit dhe nga çfarë përbëhet. Çdo amvise e di: nëse lini ujë të ziejë në një tenxhere nën një kapak të mbyllur, atëherë uji ose do të pikojë mbi sobë, ose kapaku do të "vallëzojë". Çdo bojler modern është rregulluar në të njëjtën mënyrë:

• nxehtësia ngroh një enë të mbyllur plot me ujë;
• uji bëhet avull i mbinxehur;
• kur zgjerohet, përzierja gaz-ujë rrotullon turbinat ose lëviz pistonët.

Ashtu si në një motor, energjia humbet për të ngrohur bojlerin, tubacionet dhe fërkimin e të gjitha nyjeve, kështu që asnjë mekanizëm nuk mund të ketë një efikasitet të barabartë me 100%.

Formula për makinat që funksionojnë në ciklin Carnot duket si formula e përgjithshme për një motor ngrohjeje, vetëm në vend të sasisë së nxehtësisë - temperaturës.

η=(T 1 -T 2)/T 1 .

Stacioni hapësinor

Dhe nëse e vendosni mekanizmin në hapësirë? Energjia diellore falas është e disponueshme 24 orë në ditë, ftohja e çdo gazi është e mundur fjalë për fjalë në 0 gradë Kelvin pothuajse menjëherë. Ndoshta në hapësirë ​​efikasiteti i prodhimit do të ishte më i lartë? Përgjigja është e paqartë: po dhe jo. Të gjithë këta faktorë me të vërtetë mund të përmirësojnë ndjeshëm transferimin e energjisë në punë të dobishme. Por dërgimi i një mijë tonësh në lartësinë e dëshiruar është ende tepër i shtrenjtë. Edhe nëse një fabrikë e tillë funksionon për pesëqind vjet, ajo nuk do të paguajë koston e rritjes së pajisjeve, kjo është arsyeja pse shkrimtarët e trillimeve shkencore po përdorin kaq aktivisht idenë e një ashensori hapësinor - kjo do ta thjeshtonte shumë detyrën dhe do të bënte është komercialisht fitimprurëse transferimi i fabrikave në hapësirë.