• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Effektivitet (fysik): Definition, formler och exempel

    Effektivitet är ett sätt att beskriva mängden användbar utgång och en process eller maskin kan generera som en procentandel av ingången
    krävs för att få det att gå. Med andra ord jämför den hur mycket energi som används för att utföra arbete mot hur mycket som går förlorat eller slösas bort till miljön. Ju effektivare maskinen är, desto mindre energi slösas bort.

    Om till exempel en värmemotor kan vända 75 procent av bränslet får den i rörelse, medan 25 procent går förlorad som värme i processen, skulle vara 75 procent effektiv. Av de ursprungliga 100 procent av bränslet producerades 75 procent som användbart arbete.
    Värmemotorer

    I fysik kan termen värmemotorer referera till flera typer av maskiner eller processer. Formellt sett är en värmemotor alla termodynamiska system som omvandlar värmeenergi till mekanisk energi eller rörelse.

    Det grundläggande receptet för en värmemotor innehåller följande:

  • Ett värmebad, eller någon typ av hög temperatur värmekälla
  • En låg temperatur kall behållare i vilken värmen släpps ut.
  • Själva motorn, som absorberar värme från den heta behållaren i ordning för att skapa någon form av systemutvidgning som fungerar på miljön (som att vrida en motor) och sedan släppa värmeenergi i den kalla reservoaren när den återgår till sitt ursprungliga tillstånd.


    För till exempel i en bil, det brinnande bränslet är värmekällan, miljön runt bilen är den kalla reservoaren och förbränningsmotorn är det som gör arbetet att omvandla värmen till avgaser när den rör sig kolvarna och roterar vevaxeln, vilket gör att bilen att köra.
    En värmemotors energieffektivitet

    En värmemotors effektivitet är förhållandet mellan usefu Jag har gjort arbete av systemet (även kallad systemets användbara energi eller utgångsenergi) över den värmeenergi som tillförs systemet (ingångsenergin).

    Det är ett mått på hur bra värmemotorn är vid att förvandla värmeenergi till mekaniskt arbete.

    Matematiskt:

    Där W är arbete, Q
    läggs till värme och båda ges i SI-enhet för energi: joule.

    Eftersom effektivitet är ett förhållande, uttrycks den alltid i procent eller som ett värde mellan 0 (ingen effektivitet) och 1 (total effektivitet - all ingångsenergi konverterad till användbar utgång) . Effektiviteten kan aldrig vara mer än 1 eller 100 procent, eftersom det skulle bryta lagen om bevarande av energi om energimängden var mer än den energi som lagts in! Detta skulle innebära att energi skapades från ingenting, en omöjlighet i detta universum.
    Carnot Efficiency -

    En Carnot-cykel är en termodynamisk cykel med maximal möjlig effektivitet. Eftersom inga processer i naturen är helt reversibla - viss energi går alltid förlorad som värme tack vare termodynamikens andra lag - beskriver en Carnot-cykel en idealisk värmemotor. Med andra ord, ingen kunde faktiskt bygga en.

    Värdet på en Carnot-cykel är att ställa in de övre gränserna för hur effektiv en verklig motor kan vara. Det uttrycks i termer av T h
    och T c
    , temperaturen i de varma respektive kalla energireservoarerna, båda i SI-enheten i Kelvins.


    Tips

  • \\ textnormal {Carnot efficiency} \u003d \\ frac {T_h - T_c} {T_h}


    Det kan också uttryckas i termer av Q h
    och Q c
    , den tillförda värmen respektive värmen som avges båda i joule.

  • © Vetenskap http://sv.scienceaq.com