Як знайти коефіцієнт корисної дії


 

Коефіцієнт корисної дії показує відношення корисної роботи, яка виконується механізмом або пристроєм, до витраченої. Часто за витрачену роботу беруть кількість енергії, яку споживає пристрій для того, щоб виконати роботу.



Вам знадобиться

— автомобіль;
- Термометр;
- Калькулятор.

Інструкція

  1. Для того щоб розрахувати коефіцієнт корисної дії (ККД) поділіть корисну роботу Ап на роботу витрачену Аз, а результат помножте на 100% (ККД = Ап / Аз ∙ 100%). Результат отримаєте в процентах.
  2. При розрахунку ККД теплового двигуна, корисною роботою вважайте механічну роботу, виконану механізмом. За витрачену роботу беріть кількість теплоти, що виділяється згорілим паливом, яке є джерелом енергії для двигуна.
  3. Приклад. Середня сила тяги двигуна автомобіля складає 882 Н. На 100 км шляху він споживає 7 кг бензину. Визначте ККД його двигуна. Спочатку знайдіть корисну роботу. Вона дорівнює добутку сили F на відстань S, долається тілом під її впливом Ап = F ∙ S. Визначте кількість теплоти, що виділиться при спалюванні 7 кг бензину, це і буде витрачена робота Аз = Q = q ∙ m, де q — питома теплота згоряння палива, для бензину вона дорівнює 42 ∙ 10 ^ 6 Дж / кг, а m — маса цього палива. ККД двигуна буде дорівнює ККД = (F ∙ S) / (q ∙ m) ∙ 100% = (882 ∙ 100 000) / (42 ∙ 10 ^ 6 ∙ 7) ∙ 100% = 30%.
  4. У загальному випадку щоб знайти ККД, будь теплової машини (двигуна внутрішнього згоряння, парового двигуна, турбіни і т.д.), де робота виконується газом, має коефіцієнт корисної дії дорівнює різниці теплоти відданої нагрівачем Q1 і отриманої холодильником Q2, знайдіть різницю теплоти нагрівача і холодильника, і поділіть на теплоту нагрівача ККД = (Q1-Q2) / Q1. Тут ККД вимірюється в поздовжніх одиницях від 0 до 1, щоб перевести результат у відсотки, помножте його на 100.
  5. Щоб отримати ККД ідеальної теплової машини (машини Карно), знайдіть відношення різниці температур нагрівача Т1 і холодильника Т2 до температури нагрівача ККД = (Т1-Т2) / Т1. Це гранично можливий ККД для конкретного типу теплової машини із заданими температурами нагрівача і холодильника.
  6. Для електродвигуна знайдіть витрачену роботу як добуток потужності на час її виконання. Наприклад, якщо електродвигун крана потужністю 3,2 кВт піднімає вантаж масою 800 кг на висоту 3,6 м за 10 с, то його ККД дорівнює відношенню корисної роботи Ап = m ∙ g ∙ h, де m — маса вантажу, g ≈ 10 м / с ² прискорення вільного падіння, h — висота на яку підняли вантаж, і витраченої роботи Аз = Р ∙ t, де Р — потужність двигуна, t — час його роботи. Отримайте формулу для визначення ККД = Ап / Аз ∙ 100% = (m ∙ g ∙ h) / (Р ∙ t) ∙ 100% =% = (800 ∙ 10 ∙ 3,6) / (3200 ∙ 10) ∙ 100% = 90%.