Współczesne realia wiążą się z powszechnym działaniem silników cieplnych. Liczne próby zastąpienia ich silnikami elektrycznymi jak dotąd zakończyły się niepowodzeniem. Problemy związane z akumulacją energii elektrycznej w systemach autonomicznych są rozwiązywane z dużym trudem.

Nadal aktualne pozostają problemy technologii wytwarzania akumulatorów energii elektrycznej, uwzględniające ich długotrwałą eksploatację. Charakterystyki prędkości pojazdów elektrycznych są dalekie od charakterystyk samochodów z silnikami spalinowymi.

Pierwsze kroki w kierunku stworzenia silników hybrydowych mogą znacznie ograniczyć szkodliwe emisje w megamiastach, rozwiązując problemy środowiskowe.

Trochę historii

Możliwość zamiany energii pary wodnej na energię ruchu była znana już w starożytności. 130 pne: Filozof Heron z Aleksandrii podarował publiczności zabawkę parową - aeolipil. Kula wypełniona parą zaczęła się obracać pod działaniem emanujących z niej strumieni. Ten prototyp nowoczesnych turbin parowych nie znalazł zastosowania w tamtych czasach.

Przez wiele lat i stuleci rozwój filozofa był uważany za zabawkę. W 1629 r. Włoch D. Branchi stworzył czynną turbinę. Para wprawiła w ruch dysk wyposażony w ostrza.

Od tego momentu rozpoczął się szybki rozwój maszyn parowych.

silnik cieplny

Zamiana paliwa na energię do ruchu części maszyn i mechanizmów jest stosowana w silnikach cieplnych.

Główne części maszyn: grzałka (układ pozyskiwania energii z zewnątrz), płyn roboczy (wykonuje użyteczne działanie), lodówka.

Grzałka ma na celu zapewnienie, że płyn roboczy zgromadzi wystarczającą ilość energii wewnętrznej do wykonania użytecznej pracy. Lodówka usuwa nadmiar energii.

Główną cechą sprawności jest sprawność silników cieplnych. Ta wartość pokazuje, jaka część energii zużywanej na ogrzewanie jest wydawana na wykonywanie użytecznej pracy. Im wyższa sprawność tym bardziej opłacalna eksploatacja maszyny, jednak wartość ta nie może przekroczyć 100%.

Obliczanie wydajności

Niech grzałka pobierze z zewnątrz energię równą Q 1 . Płyn roboczy wykonał pracę A, natomiast energia dostarczona do lodówki wyniosła Q 2 .

Na podstawie definicji obliczamy wydajność:

η= ZA / Q 1 . Bierzemy pod uwagę, że A \u003d Q 1 - Q 2.

Stąd sprawność silnika cieplnego, którego wzór ma postać η = (Q 1 - Q 2) / Q 1 = 1 - Q 2 / Q 1, pozwala wyciągnąć następujące wnioski:

• Sprawność nie może przekroczyć 1 (lub 100%);
• aby zmaksymalizować tę wartość, konieczne jest albo zwiększenie energii odbieranej z grzejnika, albo zmniejszenie energii dostarczanej do lodówki;
• wzrost energii nagrzewnicy uzyskuje się poprzez zmianę jakości paliwa;
• zmniejszenie energii dostarczanej do lodówki, umożliwiają osiągnięcie cech konstrukcyjnych silników.

Idealny silnik cieplny

Czy da się stworzyć taki silnik, którego sprawność byłaby maksymalna (idealnie równa 100%)? Francuski fizyk teoretyczny i utalentowany inżynier Sadi Carnot próbował znaleźć odpowiedź na to pytanie. W 1824 r. upubliczniono jego teoretyczne obliczenia dotyczące procesów zachodzących w gazach.

Główną ideą maszyny idealnej jest przeprowadzanie procesów odwracalnych za pomocą gazu doskonałego. Rozpoczynamy od izotermicznego rozprężania gazu w temperaturze T 1 . Wymagana do tego ilość ciepła wynosi Q 1. Po rozprężeniu gazu bez wymiany ciepła Po osiągnięciu temperatury T 2 gaz jest sprężany izotermicznie, przekazując energię Q 2 do lodówki. Powrót gazu do pierwotnego stanu jest adiabatyczny.

Sprawność idealnego silnika cieplnego Carnota, dokładnie obliczona, jest równa stosunkowi różnicy temperatur między urządzeniami grzewczymi i chłodzącymi do temperatury, jaką ma grzejnik. Wygląda to tak: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Możliwa sprawność silnika cieplnego, której wzór to: η= 1 - T 2 / T 1 , zależy tylko od temperatury nagrzewnicy i chłodnicy i nie może przekraczać 100%.

Co więcej, ten stosunek pozwala nam udowodnić, że sprawność silników cieplnych może być równa jedności tylko wtedy, gdy lodówka osiągnie temperaturę. Jak wiadomo, ta wartość jest nieosiągalna.

Teoretyczne obliczenia Carnota pozwalają określić maksymalną wydajność silnika cieplnego dowolnej konstrukcji.

Twierdzenie udowodnione przez Carnota jest następujące. Dowolny silnik cieplny w żadnym wypadku nie może mieć współczynnika sprawności większego niż podobna wartość sprawności idealnego silnika cieplnego.

Przykład rozwiązania problemu

Przykład 1 Jaka jest sprawność idealnego silnika cieplnego, jeśli temperatura grzejnika wynosi 800°C, a temperatura lodówki jest o 500°C niższa?

T 1 \u003d 800 o C \u003d 1073 K, ∆T \u003d 500 o C \u003d 500 K, η -?

Z definicji: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Nie mamy podanej temperatury lodówki, ale ∆T = (T 1 - T 2), stąd:

η \u003d ∆T / T 1 \u003d 500 K / 1073 K \u003d 0,46.

Odpowiedź: wydajność = 46%.

Przykład 2 Wyznacz sprawność idealnego silnika cieplnego, jeśli praca użyteczna uzyskana z jednego kilodżula energii grzejnika wynosi 650 J. Jaka jest temperatura grzejnika silnika cieplnego, jeśli temperatura płynu chłodzącego wynosi 400 K?

Q 1 \u003d 1 kJ \u003d 1000 J, A \u003d 650 J, T 2 \u003d 400 K, η -?, T 1 \u003d?

W tym zadaniu mówimy o instalacji cieplnej, której sprawność można obliczyć ze wzoru:

Aby określić temperaturę grzejnika, używamy wzoru na sprawność idealnego silnika cieplnego:

η \u003d (T 1 - T 2) / T 1 \u003d 1 - T 2 / T 1.

Po wykonaniu przekształceń matematycznych otrzymujemy:

T 1 \u003d T 2 / (1- η).

T 1 \u003d T 2 / (1- A / Q 1).

obliczmy:

η= 650 J / 1000 J = 0,65.

T 1 \u003d 400 K / (1- 650 J / 1000 J) \u003d 1142,8 K.

Odpowiedź: η \u003d 65%, T 1 \u003d 1142,8 K.

Prawdziwe warunki

Idealny silnik cieplny został zaprojektowany z myślą o idealnych procesach. Praca jest wykonywana tylko w procesach izotermicznych, jej wartość określa się jako pole ograniczone wykresem cyklu Carnota.

W rzeczywistości niemożliwe jest stworzenie warunków dla procesu zmiany stanu skupienia gazu bez towarzyszących mu zmian temperatury. Nie ma materiałów, które wykluczałyby wymianę ciepła z otaczającymi obiektami. Proces adiabatyczny nie jest już możliwy. W przypadku wymiany ciepła temperatura gazu musi koniecznie się zmienić.

Sprawność silników cieplnych tworzonych w warunkach rzeczywistych znacznie różni się od sprawności silników idealnych. Należy zauważyć, że procesy w rzeczywistych silnikach są tak szybkie, że zmiana wewnętrznej energii cieplnej substancji roboczej w procesie zmiany jej objętości nie może być skompensowana przez dopływ ciepła z nagrzewnicy i powrót do chłodnicy.

Inne silniki cieplne

Prawdziwe silniki pracują w różnych cyklach:

• Cykl Otto: proces przy stałej objętości zmienia się adiabatycznie, tworząc cykl zamknięty;
• Cykl diesla: izobara, adiabata, izochor, adiabata;
• proces zachodzący pod stałym ciśnieniem zostaje zastąpiony procesem adiabatycznym, zamykającym cykl.

W warunkach współczesnej techniki nie jest możliwe stworzenie procesów równowagowych w rzeczywistych silnikach (zbliżenie ich do idealnych). Sprawność silników cieplnych jest znacznie niższa, nawet biorąc pod uwagę te same reżimy temperaturowe, co w idealnej instalacji cieplnej.

Nie należy jednak umniejszać roli formuły obliczania sprawności, gdyż to ona staje się punktem wyjścia w procesie pracy nad zwiększeniem sprawności rzeczywistych silników.

Sposoby zmiany efektywności

Porównując idealne i rzeczywiste silniki cieplne, warto zauważyć, że temperatura lodówki tego ostatniego nie może być żadna. Zwykle atmosfera jest uważana za lodówkę. Temperaturę atmosfery można przyjąć tylko w przybliżonych obliczeniach. Doświadczenie pokazuje, że temperatura płynu chłodzącego jest równa temperaturze spalin w silnikach, tak jak ma to miejsce w silnikach spalinowych (w skrócie silniki spalinowe).

ICE jest najpopularniejszym silnikiem cieplnym na świecie. Sprawność silnika cieplnego w tym przypadku zależy od temperatury wytwarzanej przez spalające się paliwo. Zasadniczą różnicą między silnikiem spalinowym a silnikami parowymi jest połączenie funkcji grzałki i czynnika roboczego urządzenia w mieszance paliwowo-powietrznej. Płonąca mieszanka wytwarza nacisk na ruchome części silnika.

Wzrost temperatury gazów roboczych uzyskuje się poprzez znaczną zmianę właściwości paliwa. Niestety nie da się tego robić w nieskończoność. Każdy materiał, z którego wykonana jest komora spalania silnika, ma swoją własną temperaturę topnienia. Odporność cieplna takich materiałów jest główną cechą silnika, podobnie jak zdolność do znacznego wpływania na sprawność.

Wartości sprawności silnika

Jeśli weźmiemy pod uwagę temperaturę pary roboczej na wlocie, która wynosi 800 K, a spalin 300 K, to wydajność tej maszyny wynosi 62%. W rzeczywistości wartość ta nie przekracza 40%. Taki spadek występuje z powodu strat ciepła podczas nagrzewania obudowy turbiny.

Najwyższa wartość spalania wewnętrznego nie przekracza 44%. Zwiększenie tej wartości to kwestia najbliższej przyszłości. Zmiana właściwości materiałów, paliw to problem, nad którym pracują najtęższe umysły ludzkości.

Jak znaleźć współczynnik wydajności. Formuła wydajności pod względem mocy

Jak znaleźć współczynnik wydajności

Współczynnik wydajności pokazuje stosunek użytecznej pracy wykonywanej przez mechanizm lub urządzenie do wydatkowanej. Często wydatkowana praca jest traktowana jako ilość energii zużywanej przez urządzenie w celu wykonania pracy.

Będziesz potrzebować

• - samochód;
• - termometr;
• - kalkulator.

Instrukcja

2. Obliczając sprawność silnika cieplnego, za odpowiednią pracę należy uznać pracę mechaniczną wykonaną przez mechanizm. Za wykonaną pracę weź ilość ciepła wydzielanego przez spalone paliwo, które jest źródłem energii dla silnika.

3. Przykład. Średnia siła pociągowa silnika samochodu wynosi 882 N. Zużywa on 7 kg benzyny na 100 km. Wyznacz sprawność jego silnika. Najpierw znajdź odpowiednią pracę. Jest ona równa iloczynowi siły F przez odległość S, jaką pokonało ciało pod jej wpływem Ап=F?S. Wyznacz ilość ciepła, która zostanie uwolniona podczas spalania 7 kg benzyny, będzie to wykonana praca Az = Q = qm, gdzie q to ciepło właściwe spalania paliwa, dla benzyny jest to 42 × 10^ 6 J / kg, a m to masa tego paliwa. Sprawność silnika będzie równa sprawności=(F?S)/(q?m)?100%= (882?100000)/(42?10^6?7)?100%=30%.

4. W ogólnym przypadku, aby znaleźć sprawność, każdy silnik cieplny (spalinowy, parowy, turbinowy itp.), w którym pracę wykonuje gaz, ma wskaźnik sprawności równy różnicy ciepła danego wyłączone przez grzejnik Q1 i odebrane przez lodówkę Q2, znajdź różnicę ciepła grzejnika i lodówki i podziel przez ciepło grzejnika Sprawność = (Q1-Q2)/Q1. Tutaj wydajność jest mierzona w jednostkach podwielokrotnych od 0 do 1, aby przeliczyć wynik na procent, należy go pomnożyć przez 100.

5. Aby otrzymać nienaganną sprawność silnika cieplnego (maszyna Carnota), znajdź stosunek różnicy temperatur grzałki T1 i lodówki T2 do temperatury grzałki COP=(T1-T2)/T1. Jest to maksymalna dopuszczalna wydajność dla określonego typu silnika cieplnego przy danych temperaturach grzejnika i lodówki.

6. W przypadku silnika elektrycznego znajdź wykonaną pracę jako iloczyn mocy i czasu jej wykonania. Powiedzmy, że jeśli silnik elektryczny dźwigu o mocy 3,2 kW podnosi ładunek o masie 800 kg na wysokość 3,6 mw ciągu 10 s, to jego sprawność jest równa stosunkowi odpowiedniej pracy Ap \u003d m?g?h, gdzie m to masa ładunku, g?10 m /Z? przyspieszenie swobodnego spadania, h - wysokość, na którą podniesiono ładunek, oraz wydatkowana praca Az \u003d P? t, gdzie P to moc silnika, t to czas jego pracy. Uzyskaj wzór na określenie wydajności = Ap / Az? 100% = (m? G? H) / (P? t)? 100% =% = (800? 10? 3,6) / (3200? 10)? 100% = 90%.

Wskaźnik działania użytkowego (COP) jest wskaźnikiem wydajności systemu, niezależnie od tego, czy jest to silnik samochodowy, maszyna czy inny mechanizm. Pokazuje, jak efektywnie dany system wykorzystuje otrzymaną energię. Obliczenie wydajności jest bardzo łatwe.

Instrukcja

1. Najczęściej sprawność oblicza się ze stosunku energii odpowiednio dostarczonej przez system do każdej całkowitej energii otrzymanej w określonym przedziale czasu. Warto zauważyć, że efektywność nie ma określonych jednostek miary. Jednak w szkolnym programie nauczania wartość ta jest mierzona w procentach. Wskaźnik ten, na podstawie powyższych danych, oblicza się według wzoru:? = (A/Q)*100%, gdzie? („to”) to pożądana wydajność, A to użyteczna praca systemu, Q to zsumowane koszty energii, A i Q są mierzone w dżulach.

2. Powyższy sposób obliczania sprawności nie jest wyłączny, ponieważ użyteczną pracę układu (A) oblicza się ze wzoru: A = Po-Pi, gdzie Po to energia dostarczona do układu z zewnątrz, Pi to straty energii podczas pracy systemu. Rozwijając licznik powyższego wzoru, można go zapisać w następującej postaci:? = ((Po-Pi)/Po)*100%.

3. Aby obliczenia sprawności były bardziej zrozumiałe i ilustracyjne, można zobaczyć przykłady: Przykład 1: Użyteczne działanie układu wynosi 75 J, ilość energii zużytej na jego działanie wynosi 100 J, jest potrzebne do znalezienia wydajności tego systemu. Aby rozwiązać ten problem, zastosuj pierwszą formułę:? = 75/100 = 0,75 czyli 75% Odpowiedź: Sprawność proponowanego układu wynosi 75%.

4. Przykład 2: Energia dostarczona do pracy silnika wynosi 100 J, strata energii podczas pracy tego silnika wynosi 25 J, należy obliczyć sprawność. Aby rozwiązać proponowany problem, użyj drugiej formuły do ​​​​obliczenia pożądanego wskaźnika:? = (100-25)/100 = 0,75 lub 75%. Wyniki w obu przykładach były identyczne, herbata w drugim przypadku, dane z licznika przeanalizowano bardziej szczegółowo.

Notatka! Wiele typów nowoczesnych silników (na przykład silnik rakietowy lub silnik turbo-powietrzny) ma kilka etapów swojej pracy, a dla całego etapu istnieje jego własna sprawność, ta, która jest obliczana za pomocą któregokolwiek z powyższych wzorów. Ale aby znaleźć ogólny wskaźnik, będziesz musiał pomnożyć całą słynną wydajność na wszystkich etapach działania tego silnika:? = ?1*?2*?3*…*?.

Przydatne rady Sprawność nie może być większa niż jedność, herbata podczas pracy dowolnego systemu nieuchronnie pojawiają się straty energii.

Transport przejazdowy to rodzaj transportu, polegający na załadunku pojazdu wykonującego bieg jałowy. Sytuacje, w których transport jest zmuszony do poruszania się bez ładunku są dość powszechne, zarówno przed jak i po wykonaniu zaplanowanego zlecenia transportowego. Dla przedsiębiorstwa prawdopodobieństwo podjęcia dodatkowego ładunku oznacza co najmniej ograniczenie strat finansowych.

Instrukcja

1. Oceń realistycznie efektywność wykorzystania przejazdów towarowych dla swojej firmy. Istotnym punktem, który należy zrozumieć, jest fakt, że przejeżdżający ładunek może być transportowany w czasie, gdy transport jest zmuszony poruszać się pusty po realizacji podstawowego (podstawowego) zlecenia transportowego. Jeśli takie sytuacje zdarzają się regularnie w działalności Twojego przedsiębiorstwa, odważnie wybierz tę metodę optymalizacji transportu.

2. Oceń, jaki rodzaj przejeżdżającego ładunku pod względem wagi i wymiarów może przewozić Twój pojazd. Ładunek osobowy może być korzystny ekonomicznie, nawet jeśli część przestrzeni ładunkowej Twojego samochodu nie jest zajęta.

3. Zastanów się, z których punktów głównej trasy będziesz mógł zabrać przejeżdżający ładunek. Dla każdego wygodniej jest, jeśli taki ładunek można odebrać w końcowym punkcie planowanej trasy i zawieźć do miejsca, w którym znajduje się Twoja firma transportowa. Ale taka sytuacja nie zawsze może wystąpić. W związku z tym rozważ także prawdopodobieństwo pewnego odchylenia się od trasy, mając oczywiście na uwadze ekonomiczną racjonalność takiej metamorfozy.

4. Dowiedz się, czy firma, do której wysyłasz zaplanowaną przesyłkę, wymaga przesyłki zwrotnej. W takim przypadku dużo łatwiej uzgodnić cenę emisji i zapewnić sobie bezpieczeństwo dodatkowej, wzajemnie korzystnej współpracy.

5. Znajdź kilka specjalistycznych portali internetowych, które świadczą usługi informacyjne w zakresie transportu ładunków. Jak zwykle na stronach internetowych takich firm znajdują się odpowiednie sekcje, które pozwalają znaleźć przejeżdżający ładunek na trasie i pozostawić odpowiednią aplikację. W większości przypadków skorzystanie z takiego prawdopodobieństwa wymaga co najmniej rejestracji w serwisie. Idealnie będzie, jeśli źródło informacji ma wbudowane prawdopodobieństwa do logistycznego przeglądu kontrofert.

6. Nie zaniedbuj transportu drobnicowego, gdy małe ładunki od różnych klientów są przewożone w tym samym kierunku tym samym środkiem transportu. Jednocześnie transport powinien realizować trasy wahadłowe w wybranych kierunkach.

Notatka! Znalezienie przejeżdżającego ładunku jest absolutnie łatwe! Głównym zadaniem naszego serwisu jest wyszukiwanie różnych pobrań, które użytkownicy mogą przeprowadzić nie tylko = z maksymalną wygodą dla siebie, ale także z idealnym prezentem. Z pomocą naszego systemu, który opiera się na wykorzystaniu nowoczesnych technologii informatycznych, możliwe jest bardzo łatwe wykrycie ładunku.

Przydatna rada Wygląda na to, że zdecydowałeś się kupić lub wynająć ogromną ciężarówkę, za pomocą której zamierzasz zarabiać przewożąc towary przez Rosję, WNP i Europę. Nie ma znaczenia, czy wynajmiesz kierowcę, czy sam nim pojedziesz, będziesz potrzebować klientów, czyli towarów do transportu. Wtedy na pewno zastanowisz się lub zastanowisz się dokładniej, gdzie i jak znaleźć ładunek dla swojej ciężarówki?

Aby znaleźć wskaźnik użytecznego działania dowolnego silnika, konieczne jest podzielenie użytecznej pracy przez wydatkowaną i pomnożenie przez 100 procent. W przypadku silnika cieplnego znajdź tę wartość jako stosunek mocy pomnożonej przez czas pracy do ciepła wydzielanego podczas spalania paliwa. Teoretycznie wydajność silnika cieplnego zależy od stosunku temperatur lodówki i grzejnika. W przypadku silników elektrycznych znajdź stosunek ich mocy do mocy pobieranego prądu.

Będziesz potrzebować

• paszport silnika spalinowego (ICE), termometr, tester

Instrukcja

1. Wyznaczanie sprawności silnika spalinowego Znajdź jego moc w dokumentacji technicznej tego konkretnego silnika. Wlej określoną ilość paliwa do zbiornika i uruchom silnik, aby pracował przez pewien czas w pełnych cyklach, rozwijając maksymalną moc wskazaną w paszporcie. Za pomocą stopera zanotuj czas pracy silnika, wyrażając go w sekundach. Po chwili wyłącz silnik i spuść pozostałe paliwo. Odejmując końcową objętość od początkowej objętości napełnionego paliwa, znajdź objętość zużytego paliwa. Korzystając z tabeli, znajdź jego gęstość i pomnóż przez objętość, aby uzyskać masę zużytego paliwa m=? V. Wyraź masę w kilogramach. W zależności od rodzaju paliwa (benzyna lub olej napędowy) należy określić z tabeli jego ciepło właściwe spalania. Aby określić sprawność, należy pomnożyć moc maksymalną przez czas pracy silnika i przez 100%, a wynik podzielić skokowo przez jego masę i ciepło właściwe spalania. Sprawność = P t 100% / (q m).

2. Dla doskonałego silnika cieplnego można zastosować wzór Carnota. Aby to zrobić, znajdź temperaturę spalania paliwa i zmierz temperaturę lodówki (spaliny) za pomocą specjalnego termometru. Przelicz temperaturę mierzoną w stopniach Celsjusza na skalę bezwarunkową, dla której dodaj do wartości liczbę 273. Aby określić wydajność, odejmij od liczby 1 stosunek temperatur lodówki i grzejnika (temperatura spalania paliwa) Wydajność \u003d (1 -Thol / Tnag) 100%. Ta opcja obliczania sprawności nie uwzględnia tarcia mechanicznego i wymiany ciepła z otoczeniem zewnętrznym.

3. Wyznaczanie sprawności silnika elektrycznego Znaleźć moc znamionową silnika elektrycznego zgodnie z dokumentacją techniczną. Podłącz go do źródła prądu, osiągając maksymalne cykle wału, i za pomocą testera zmierz na nim wartość napięcia i natężenie prądu w obwodzie. Aby określić sprawność, należy podzielić deklarowaną w dokumentacji moc przez iloczyn natężenia prądu i napięcia, pomnożyć sumę przez 100% sprawności = P 100% / (I U).

Powiązane wideo

Notatka! We wszystkich obliczeniach sprawność musi być mniejsza niż 100%.

Aby zbadać dynamikę zwykłej populacji, socjologowie muszą określić ogólne współczynniki. Główne z nich to wskaźniki urodzeń, śmiertelności, współczynnika zawierania małżeństw oraz dochodów rzeczowych. Na ich podstawie można sporządzić obraz demograficzny w danym czasie.

Instrukcja

1. Należy pamiętać, że ogólna stawka jest stawką względną. Tak więc liczba urodzeń w pewnym okresie, powiedzmy w ciągu roku, będzie się różnić od ogólnego wskaźnika urodzeń. Wynika to z faktu, że przy jego znalezieniu brane są pod uwagę dane dotyczące ogólnej liczby ludności. Pozwala to na porównanie aktualnych wyników badania z wynikami z poprzednich lat.

2. Określ okres rozliczeniowy. Powiedzmy, że aby znaleźć wskaźnik małżeństw, musisz określić, w jakim okresie liczba małżeństw, na których Ci zależy. Tak więc dane za ostatnie sześć miesięcy będą znacznie różnić się od tych, które uzyskasz przy określaniu pięcioletniego okresu. Weź pod uwagę, że okres obliczeniowy przy obliczaniu ogólnego wskaźnika jest wskazany w latach.

3. Określ całkowitą populację. Podobne dane można uzyskać odwołując się do danych ze spisu ludności. Aby określić całkowity wskaźnik urodzeń, wskaźnik zgonów, wskaźnik małżeństw i wskaźnik rozwodów, należy znaleźć iloczyn całkowitej liczby ludności i okresu referencyjnego. Otrzymaną liczbę wpisz w mianowniku.

4. Zastąp licznik bezwarunkowym wskaźnikiem odpowiadającym żądanemu krewnemu. Powiedzmy, że masz zadanie określenia uniwersalnego współczynnika dzietności, to zamiast licznika powinna znajdować się liczba odzwierciedlająca całkowitą liczbę dzieci urodzonych w okresie, który Cię dotyczy. Jeżeli twoim celem jest określenie stopnia śmiertelności lub małżeństwa, to w miejsce licznika wstaw odpowiednio liczbę zmarłych w okresie obliczeniowym lub liczbę tych, którzy zawarli związek małżeński.

5. Pomnóż wynikową liczbę przez 1000. Będzie to pożądany ogólny wskaźnik. Jeśli Twoim zadaniem jest znalezienie całkowitego wskaźnika urodzeń, odejmij wskaźnik zgonów od wskaźnika urodzeń.

Powiązane wideo

Słowo „praca” jest postrzegane przed każdym działaniem, które daje człowiekowi środki do życia. Innymi słowy, otrzymuje za to nagrodę fizyczną. Mimo to ludzie są gotowi w wolnym czasie, za darmo lub za symboliczną opłatą, uczestniczyć również w społecznie użytecznych pracach na rzecz potrzebujących, urządzaniu podwórek i ulic, urządzaniu terenów zielonych itp. Tych wolontariuszy pewnie i tak byłoby bardzo dużo, ale często nie wiedzą oni, gdzie ich usługi mogą być potrzebne.

Instrukcja

1. Jednym z najbardziej znanych rodzajów prac społecznie użytecznych jest dobroczynność. Obejmuje pomoc potrzebującym, niezabezpieczonym społecznie grupom ludności: niepełnosprawnym, starszym, bezdomnym. Jednym słowem każdemu, kto z jakiegoś powodu znalazł się w trudnej sytuacji życiowej.

2. Wolontariusze chcący wziąć udział w niesieniu takiej pomocy proszeni są o kontakt z najbliższymi organizacjami filantropijnymi lub oddziałami pomocy społecznej. Możesz zasięgnąć informacji w najbliższym kościele - duchowny zapewne wie, który z jego stada najbardziej potrzebuje wsparcia.

3. Inicjatywę można też podjąć dosłownie w miejscu zamieszkania – samotni emeryci, niepełnosprawni czy samotne matki, które mają na koncie cały rubel, prawdopodobnie mieszkają w apartamentowcu. Udziel im wszelkiej możliwej pomocy. Wcale nie polega to stricte na darowiznie pieniężnej - dozwolone jest, powiedzmy, od czasu do czasu wyjście do sklepu spożywczego lub do apteki po leki.

4. Wiele osób chce wziąć udział w ulepszaniu swojego rodzinnego miasta. Powinni skontaktować się z odpowiednimi strukturami lokalnej gminy, na przykład odpowiedzialnymi za sprzątanie terenów, kształtowanie krajobrazu. Pewnie będzie praca. Ponadto dozwolone jest, powiedzmy, z własnej inicjatywy rozbicie klombu pod oknami domu, sadzenie kwiatów.

5. Są ludzie, którzy bardzo kochają zwierzęta i chcą pomóc zaniedbanym psom i kotom. Jeśli należysz do tej kategorii, skontaktuj się z lokalnymi organizacjami zajmującymi się prawami zwierząt lub rezerwatami zwierząt. Cóż, jeśli mieszkasz w dużym mieście, w którym znajdują się ogrody zoologiczne, zapytaj administrację, czy potrzebni są asystenci opieki nad zwierzętami. Jak zwykle takie oferty pomocy są przyjmowane z wdzięcznością.

6. Nie sposób zapomnieć o wychowaniu młodego pokolenia. Jeśli entuzjastyczny wolontariusz może np. poprowadzić zajęcia w jakimś szkolnym kole lub ośrodku kultury i twórczości, przyniesie to ogromne korzyści. Jednym słowem, jest dużo społecznie użytecznej pracy dla ludzi opiekuńczych, na każdy gust i prawdopodobieństwo. Byłyby chęci.

Wskaźnik wilgotności – wskaźnik służący do określania parametrów mikroklimatu. Można to obliczyć, mając informacje o opadach w regionie przez dość długi okres.

Indeks wilgotności

Współczynnik wilgotności to specjalny wskaźnik opracowany przez ekspertów w dziedzinie meteorologii w celu oceny stopnia wilgotności mikroklimatu w danym regionie. Jednocześnie wzięto pod uwagę, że mikroklimat jest długotrwałym przypomnieniem warunków pogodowych panujących na danym obszarze. W związku z tym zdecydowano się również na uwzględnienie wskaźnika wilgotności w długim horyzoncie czasowym: jak zwykle wskaźnik ten jest obliczany na podstawie danych zebranych w ciągu roku.Wskaźnik wilgotności pokazuje zatem, jak ogromne ilości opadów występują w tym okresie. okresie w omawianym regionie. To z kolei jest jednym z głównych czynników decydujących o dominującym typie roślinności na tym obszarze.

Obliczanie wskaźnika wilgotności

Wzór na obliczenie wskaźnika wilgotności wygląda następująco: K \u003d R / E. We wskazanym wzorze symbol K oznacza sam wskaźnik wilgotności, a symbol R oznacza liczbę opadów, które spadły na danym obszarze w ciągu roku , wyrażona w milimetrach. Wreszcie symbol E oznacza ilość opadów, które wyparowały z powierzchni ziemi w tym samym okresie czasu. Wskazana ilość opadów, która jest również wyrażona w milimetrach, zależy od rodzaju gleby, temperatury w danym regionie w określonym czasie i innych czynników. W konsekwencji, pomimo pozornej prostoty powyższego wzoru, obliczenie wskaźnika wilgotności wymaga dużej liczby wczesnych pomiarów przy użyciu dokładnych przyrządów i może być przeprowadzone jedynie przez dość liczny zespół meteorologów.Z kolei wartość wskaźnika wilgotności na określonym obszarze, biorąc pod uwagę wszystkie te wskaźniki, jak zwykle, pozwala określić z dużą dozą pewności, jaki typ roślinności dominuje w tym regionie. Jeśli więc wskaźnik wilgotności przekracza 1, oznacza to wysoki poziom wilgotności na danym terenie, co pociąga za sobą przewagę takich typów roślinności jak tajga, tundra czy leśna tundra. Zawarta warstwa wilgoci odpowiada wskaźnikowi wilgotności 1 i jak zwykle charakteryzuje się przewagą lasów mieszanych lub liściastych. Wskaźnik wilgotności w zakresie od 0,6 do 1 jest typowy dla masywów leśno-stepowych, od 0,3 do 0,6 - dla stepów, od 0,1 do 0,3 - dla terenów półpustynnych, a od 0 do 0,1 - dla pustynnych.

Powiązane wideo

jprosto.ru

Efektywność

Załóżmy, że odpoczywamy na wsi i musimy przynieść wodę ze studni. Opuszczamy do niego wiadro, zbieramy wodę i zaczynamy ją podnosić. Zapomniałeś, jaki jest nasz cel? Zgadza się: napij się wody. Ale spójrz: podnosimy nie tylko wodę, ale także samo wiadro, a także ciężki łańcuch, na którym wisi. Symbolizuje to dwukolorowa strzałka: ciężar podnoszonego ładunku jest sumą ciężaru wody oraz ciężaru wiadra i łańcucha.

Rozpatrując sytuację jakościowo, powiemy: wraz z użyteczną pracą podnoszenia wody wykonujemy również inną pracę - podnoszenie wiadra i łańcucha. Oczywiście bez łańcucha i wiadra nie bylibyśmy w stanie czerpać wody, jednak z punktu widzenia ostatecznego celu ich ciężar „szkodzi” nam. Gdyby ta waga była mniejsza, wówczas całkowita wykonana praca byłaby również mniejsza (przy tej samej użytecznej pracy).

Przejdźmy teraz do ilościowego badania tych prac i wprowadźmy wielkość fizyczną zwaną współczynnikiem wydajności.

Zadanie. Jabłka wybrane do przetworzenia, ładowarka wysypuje z koszy na ciężarówkę. Masa pustego kosza wynosi 2 kg, a jabłek w nim 18 kg. Jaki jest udział pracy użytecznej ładowacza w jego pracy całkowitej?

Rozwiązanie. Pełna praca polega na przenoszeniu jabłek w koszach. Ta praca polega na podnoszeniu jabłek i podnoszeniu koszy. Uwaga: podnoszenie jabłek to pożyteczna praca, ale podnoszenie koszy jest „bezużyteczne”, ponieważ celem pracy ładowarki jest przenoszenie samych jabłek.

Wprowadźmy zapis: Fя to siła, z jaką ręce podnoszą tylko jabłka, a Fк to siła, z jaką ręce podnoszą tylko kosz. Każda z tych sił jest równa odpowiadającej jej sile grawitacji: F=mg.

Za pomocą wzoru A = ±(F||  l)  „wypisujemy” pracę tych dwóch sił:

Przydatny \u003d + Fya lya \u003d mya g h i Bezużyteczny \u003d + Fk lk \u003d mk g h

Pełne dzieło składa się z dwóch dzieł, czyli jest równe ich sumie:

Pełny \u003d użyteczny + bezużyteczny \u003d mi g h + mk g h \u003d (mi + mk) g h

W zadaniu jesteśmy proszeni o obliczenie udziału pracy użytecznej ładowacza w jego pracy całkowitej. Robimy to, dzieląc użyteczną pracę przez sumę:

W fizyce takie udziały są zwykle wyrażane w procentach i oznaczane grecką literą „η” (czytaj: „to”). W rezultacie otrzymujemy:

η \u003d 0,9 lub η \u003d 0,9 100% \u003d 90%, czyli to samo.

Liczba ta pokazuje, że ze 100% pełnej pracy ładowarki, udział jego pracy użytecznej wynosi 90%. Problem rozwiązany.

Wielkość fizyczna równa stosunkowi pracy użytecznej do wykonanej pracy całkowitej ma w fizyce swoją nazwę - wydajność - współczynnik wydajności:

Po obliczeniu wydajności za pomocą tego wzoru zwykle mnoży się ją przez 100%. I odwrotnie: aby zastąpić wydajność w tym wzorze, jej wartość należy przeliczyć z procentu na ułamek dziesiętny, dzieląc przez 100%.

pytania-fizyka.ru

sprawność silnika cieplnego. Sprawność silnika cieplnego

Działanie wielu typów maszyn charakteryzuje się tak ważnym wskaźnikiem, jak sprawność silnika cieplnego. Każdego roku inżynierowie dążą do stworzenia bardziej zaawansowanego sprzętu, który przy niższych kosztach paliwa dawałby maksymalne efekty z jego użytkowania.

Urządzenie silnika cieplnego

Zanim zrozumiemy, czym jest efektywność (współczynnik wydajności), konieczne jest zrozumienie, jak działa ten mechanizm. Nie znając zasad jego działania, nie można poznać istoty tego wskaźnika. Silnik cieplny to urządzenie, które działa przy użyciu energii wewnętrznej. Każdy silnik cieplny, który przekształca energię cieplną w energię mechaniczną, wykorzystuje rozszerzalność cieplną substancji wraz ze wzrostem temperatury. W silnikach półprzewodnikowych możliwa jest nie tylko zmiana objętości materii, ale także kształt korpusu. Działanie takiego silnika podlega prawom termodynamiki.

Zasada działania

Aby zrozumieć, jak działa silnik cieplny, należy wziąć pod uwagę podstawy jego konstrukcji. Do działania urządzenia potrzebne są dwa korpusy: gorący (grzałka) i zimny (lodówka, chłodnica). Zasada działania silników cieplnych (sprawność silników cieplnych) zależy od ich typu. Często skraplacz pary działa jak lodówka, a każdy rodzaj paliwa spalany w piecu działa jak grzejnik. Sprawność idealnego silnika cieplnego oblicza się według następującego wzoru:

Wydajność = (Teating - Tcold.) / Theating. x 100%.

Jednocześnie sprawność rzeczywistego silnika nigdy nie może przekroczyć wartości uzyskanej według tego wzoru. Ponadto wskaźnik ten nigdy nie przekroczy powyższej wartości. Aby zwiększyć wydajność, najczęściej zwiększa się temperaturę grzałki i obniża temperaturę lodówki. Oba te procesy będą ograniczone przez rzeczywiste warunki pracy sprzętu.

Podczas pracy silnika cieplnego praca jest wykonywana, ponieważ gaz zaczyna tracić energię i ochładza się do określonej temperatury. Ta ostatnia jest zwykle kilka stopni powyżej otaczającej atmosfery. To jest temperatura lodówki. Takie specjalne urządzenie jest przeznaczone do chłodzenia z późniejszą kondensacją pary wylotowej. W przypadku obecności skraplaczy temperatura lodówki jest czasami niższa niż temperatura otoczenia.

W silniku cieplnym ciało po podgrzaniu i rozszerzeniu nie jest w stanie oddać całej swojej energii wewnętrznej do pracy. Część ciepła zostanie przekazana do lodówki wraz ze spalinami lub parą. Ta część wewnętrznej energii cieplnej jest nieuchronnie tracona. Podczas spalania paliwa płyn roboczy odbiera pewną ilość ciepła Q1 z podgrzewacza. Jednocześnie nadal wykonuje pracę A, podczas której przekazuje część energii cieplnej do lodówki: Q2

Sprawność charakteryzuje sprawność silnika w zakresie przetwarzania i przenoszenia energii. Wskaźnik ten jest często mierzony w procentach. Formuła wydajności:

η*A/Qx100%, gdzie Q to wydatkowana energia, A to praca użyteczna.

Na podstawie zasady zachowania energii możemy stwierdzić, że sprawność zawsze będzie mniejsza od jedności. Innymi słowy, nigdy nie będzie bardziej użytecznej pracy niż wydatkowana na nią energia.

Sprawność silnika to stosunek pracy użytecznej do energii dostarczonej przez grzałkę. Można to przedstawić w postaci następującej formuły:

η = (Q1-Q2)/ Q1, gdzie Q1 to ciepło odebrane z grzejnika, a Q2 oddawane do lodówki.

Działanie silnika cieplnego

Pracę wykonaną przez silnik cieplny oblicza się ze wzoru:

A = |QH| - |QX|, gdzie A to praca, QH to ilość ciepła odebranego z grzejnika, QX to ilość ciepła oddanego do chłodnicy.

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

Jest równy stosunkowi pracy wykonanej przez silnik do ilości otrzymanego ciepła. Podczas tego transferu część energii cieplnej jest tracona.

Silnik Carnota

Maksymalną wydajność silnika cieplnego odnotowano w przypadku urządzenia Carnota. Wynika to z faktu, że w tym układzie zależy ona tylko od temperatury bezwzględnej grzałki (Тн) i chłodnicy (Тх). Sprawność silnika cieplnego pracującego zgodnie z cyklem Carnota określa wzór:

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

Prawa termodynamiki pozwoliły obliczyć maksymalną możliwą wydajność. Po raz pierwszy wskaźnik ten został obliczony przez francuskiego naukowca i inżyniera Sadi Carnota. Wynalazł silnik cieplny napędzany gazem idealnym. Działa w cyklu 2 izoterm i 2 adiabatów. Zasada jego działania jest dość prosta: styk grzałki doprowadzany jest do naczynia z gazem, w wyniku czego płyn roboczy rozszerza się izotermicznie. Jednocześnie działa i odbiera określoną ilość ciepła. Po ociepleniu naczynia. Mimo to gaz nadal się rozpręża, ale już adiabatycznie (bez wymiany ciepła z otoczeniem). W tym czasie jego temperatura spada do lodówki. W tym momencie gaz styka się z lodówką, w wyniku czego oddaje jej określoną ilość ciepła podczas kompresji izometrycznej. Następnie naczynie jest ponownie izolowane termicznie. W tym przypadku gaz jest sprężany adiabatycznie do pierwotnej objętości i stanu.

Odmiany

Obecnie istnieje wiele rodzajów silników cieplnych, które działają na różnych zasadach i na różnych paliwach. Wszystkie mają swoją własną wydajność. Należą do nich:

Silnik spalinowy (tłokowy), będący mechanizmem, w którym część energii chemicznej spalanego paliwa jest zamieniana na energię mechaniczną. Takie urządzenia mogą być gazowe i płynne. Istnieją silniki 2-suwowe i 4-suwowe. Mogą mieć ciągły cykl pracy. Zgodnie z metodą przygotowania mieszanki paliwowej takimi silnikami są gaźnik (z zewnętrznym tworzeniem mieszanki) i olej napędowy (z wewnętrznym). Według rodzajów konwerterów energii są one podzielone na tłok, strumień, turbinę, kombinację. Sprawność takich maszyn nie przekracza 0,5.

Silnik Stirlinga - urządzenie, w którym płyn roboczy znajduje się w zamkniętej przestrzeni. Jest to rodzaj silnika spalinowego. Zasada jego działania polega na okresowym ochładzaniu/ogrzewaniu ciała z wytwarzaniem energii w wyniku zmiany jego objętości. To jeden z najbardziej wydajnych silników.

Silnik turbinowy (obrotowy) z zewnętrznym spalaniem paliwa. Takie instalacje najczęściej spotyka się w elektrociepłowniach.

Turbinowe (obrotowe) silniki spalinowe są stosowane w elektrowniach cieplnych w trybie szczytowym. Nie tak powszechne jak inne.

Silnik turbośmigłowy generuje część ciągu dzięki śrubie napędowej. Reszta pochodzi ze spalin. Jego konstrukcja to silnik obrotowy (turbina gazowa), na wale którego osadzone jest śmigło.

Inne typy silników cieplnych

Silniki rakietowe, turboodrzutowe i odrzutowe, które uzyskują ciąg z powrotu gazów spalinowych.

Silniki półprzewodnikowe wykorzystują ciało stałe jako paliwo. Podczas pracy zmienia się nie jego objętość, ale kształt. Podczas pracy sprzętu wykorzystywana jest wyjątkowo mała różnica temperatur.

Jak możesz zwiększyć wydajność

Czy można zwiększyć sprawność silnika cieplnego? Odpowiedzi należy szukać w termodynamice. Zajmuje się badaniem wzajemnych przemian różnych rodzajów energii. Ustalono, że nie jest możliwe przekształcenie całej dostępnej energii cieplnej w elektryczną, mechaniczną itp. Jednocześnie ich konwersja w energię cieplną odbywa się bez żadnych ograniczeń. Jest to możliwe dzięki temu, że natura energii cieplnej opiera się na nieuporządkowanym (chaotycznym) ruchu cząstek.

Im bardziej ciało się nagrzewa, tym szybciej poruszają się cząsteczki, które je tworzą. Ruch cząstek stanie się jeszcze bardziej chaotyczny. Poza tym wszyscy wiedzą, że porządek można łatwo zamienić w chaos, który bardzo trudno uporządkować.

fb.ru

Współczynnik wydajności (COP) - termin, który można zastosować do każdego systemu i urządzenia. Nawet człowiek ma sprawność, chociaż prawdopodobnie nie ma jeszcze obiektywnej formuły jej znalezienia. W tym artykule szczegółowo wyjaśnimy, czym jest wydajność i jak można ją obliczyć dla różnych systemów.

definicja wydajności

Sprawność to wskaźnik charakteryzujący sprawność danego systemu w stosunku do zwrotu lub konwersji energii. Wydajność jest wartością bezmierną i jest przedstawiana albo jako wartość liczbowa w zakresie od 0 do 1, albo jako wartość procentowa.

Ogólna formuła

Wydajność jest oznaczona symbolem Ƞ.

Ogólny wzór matematyczny na znalezienie wydajności jest zapisany w następujący sposób:

Ƞ=A/Q, gdzie A to energia użyteczna/praca wykonana przez system, a Q to energia zużyta przez ten system na zorganizowanie procesu uzyskania użytecznej produkcji.

Współczynnik wydajności jest niestety zawsze mniejszy lub równy, ponieważ zgodnie z prawem zachowania energii nie możemy uzyskać więcej pracy niż wydana energia. Ponadto wydajność w rzeczywistości niezwykle rzadko jest równa jeden, ponieważ użytecznej pracy zawsze towarzyszą straty, na przykład na ogrzewanie mechanizmu.

Sprawność silnika cieplnego

Silnik cieplny to urządzenie, które zamienia energię cieplną na energię mechaniczną. W silniku cieplnym pracę określa się na podstawie różnicy między ilością ciepła odebranego z nagrzewnicy a ilością ciepła oddanego do chłodnicy, dlatego sprawność określa wzór:

• Ƞ=Qн-Qх/Qн, gdzie Qн to ilość ciepła odebranego z grzejnika, a Qх to ilość ciepła oddanego do chłodnicy.

Uważa się, że najwyższą sprawność zapewniają silniki pracujące w cyklu Carnota. W tym przypadku wydajność określa wzór:

• Ƞ=T1-T2/T1, gdzie T1 jest temperaturą gorącego źródła, T2 jest temperaturą zimnego źródła.

Sprawność silnika elektrycznego

Silnik elektryczny to urządzenie przetwarzające energię elektryczną na energię mechaniczną, więc sprawność w tym przypadku jest stosunkiem sprawności urządzenia do zamiany energii elektrycznej na energię mechaniczną. Wzór na znalezienie sprawności silnika elektrycznego wygląda następująco:

• Ƞ=P2/P1, gdzie P1 to dostarczona moc elektryczna, P2 to użyteczna moc mechaniczna generowana przez silnik.

Moc elektryczną oblicza się jako iloczyn prądu i napięcia układu (P=UI), a moc mechaniczną jako stosunek pracy do jednostki czasu (P=A/t)

sprawność transformatora

Transformator to urządzenie, które przetwarza prąd przemienny o jednym napięciu na prąd przemienny o innym napięciu przy zachowaniu częstotliwości. Ponadto transformatory mogą również konwertować prąd przemienny na prąd stały.

Sprawność transformatora określa wzór:

• Ƞ=1/1+(P0+PL*n2)/(P2*n), gdzie P0 – straty jałowe, PL – straty obciążeniowe, P2 – moc czynna dostarczona do obciążenia, n – względny stopień obciążenia.

Sprawność czy nie efektywność?

Warto zaznaczyć, że oprócz sprawności istnieje szereg wskaźników charakteryzujących sprawność procesów energetycznych, a niekiedy możemy spotkać się z opisami typu – sprawność rzędu 130%, jednak w tym przypadku trzeba zrozumieć, że termin ten nie jest używany całkiem poprawnie i najprawdopodobniej autor lub producent rozumie przez ten skrót nieco inną cechę.

Na przykład pompy ciepła wyróżniają się tym, że mogą oddać więcej ciepła niż zużywają. W ten sposób maszyna chłodnicza może usunąć więcej ciepła z chłodzonego obiektu, niż jest zużywane w ekwiwalencie energetycznym na organizację usuwania. Wskaźnik sprawności urządzenia chłodniczego nazywany jest współczynnikiem wydajności, oznaczanym literą Ɛ i określany jest wzorem: Ɛ=Qx/A, gdzie Qx to ciepło odprowadzane z części zimnej, A to praca wydatkowana na proces usuwania. Jednak czasami współczynnik wydajności nazywany jest również wydajnością maszyny chłodniczej.

Co ciekawe, sprawność kotłów opalanych paliwami kopalnymi jest zwykle obliczana na podstawie niższej wartości opałowej, podczas gdy może się okazać, że jest to więcej niż jeden. Jednak nadal tradycyjnie określa się ją mianem wydajności. Sprawność kotła można określić na podstawie wartości opałowej brutto i wówczas zawsze będzie ona mniejsza od jedności, ale w tym przypadku niewygodne będzie porównywanie osiągów kotłów z danymi innych instalacji.

slajd 1

Miejska Autonomiczna Instytucja Edukacyjna „Liceum nr 1”, Malaya Vishera, obwód nowogrodzki Algorytm rozwiązywania problemów w celu określenia wydajności. cyklu termicznego według wykresu zależności ciśnienia od objętości Opracował Lukyanets Nadieżda Nikołajewna nauczyciel fizyki najwyższej kategorii kwalifikacyjnej 2011

slajd 2

Zadanie polega na wyznaczeniu współczynnika sprawności na podstawie wykresu ciśnienia w funkcji objętości. Oblicz sprawność silnika cieplnego, używając jednoatomowego gazu doskonałego jako płynu roboczego i działającego zgodnie z cyklem pokazanym na rysunku. Pojawienie się nowych rysunków i rekordów następuje dopiero po kliknięciu myszką.

slajd 3

Zadanie polega na wyznaczeniu współczynnika sprawności na podstawie wykresu ciśnienia w funkcji objętości. Oblicz sprawność silnika cieplnego, używając jednoatomowego gazu doskonałego jako płynu roboczego i działającego zgodnie z cyklem pokazanym na rysunku.

slajd 4

Wskazówka nr 1 Dlatego konieczne jest określenie w każdym procesie poprzez zmianę temperatury ilości ciepła odbieranego lub oddawanego. Obliczanie ilości wytworzonego ciepła na podstawie pierwszej zasady termodynamiki.

slajd 5

Podpowiedź #2 Praca wykonana w dowolnym procesie jest liczbowo równa polu figury zamkniętej pod wykresem we współrzędnych P(V). Pole zacienionej figury jest równe pracy w procesie 2-3, a pole zacienionej figury jest równe pracy w procesie 4-1 i to właśnie ta praca gazu jest ujemna , od od 4 do 1 głośność spada. Praca na cykl jest równa sumie tych prac. Dlatego praca gazu na cykl jest liczbowo równa powierzchni tego cyklu.

slajd 6

Algorytm rozwiązania problemu. 1. Zapisz wzór na efektywność. 2. Wyznacz pracę gazu na podstawie obszaru figury procesu we współrzędnych P,V. 3. Przeanalizuj, w którym z procesów ilość ciepła jest pochłaniana, a nie uwalniana. 4. Korzystając z I zasady termodynamiki oblicz ilość otrzymanego ciepła. 5. Oblicz wydajność.

Slajd 7

1. Zapisz wzór na efektywność. 2. Wyznacz pracę gazu na podstawie obszaru figury procesu we współrzędnych P,V. Rozwiązanie

Slajd 8

1. Proces1 -2. V = const, P T Q jest absorbowane 2. Proces 2 – 3. P = const, V , T Q jest absorbowane 3. Proces 3 – 4. V = const, P , T Q jest uwalniane 4. Proces 4 – 1. P = const, V , T Q 3. Przeanalizuj, w którym z procesów ilość ciepła jest pochłaniana, a nie uwalniana.

Slajd 9

Dla procesu 1-2 4. Korzystając z I zasady termodynamiki oblicz ilość otrzymanego ciepła. stąd Dla procesu izochorycznego Odejmij górne równanie od dolnego równania

« Fizyka - klasa 10"

Aby rozwiązać problemy, należy użyć znanych wyrażeń do określenia sprawności silników cieplnych i pamiętać, że wyrażenie (13.17) jest ważne tylko dla idealnego silnika cieplnego.

Zadanie 1.

W kotle silnika parowego temperatura wynosi 160 ° C, a temperatura lodówki wynosi 10 ° C.
Jaką maksymalną pracę może teoretycznie wykonać maszyna, jeśli węgiel o masie 200 kg i cieple właściwym spalania 2,9 10 7 J/kg spala się w piecu o sprawności 60%?

Rozwiązanie.

Maksymalną pracę może wykonać idealny silnik cieplny działający zgodnie z cyklem Carnota, którego sprawność wynosi η \u003d (T 1 - T 2) / T 1, gdzie T 1 i T 2 są temperaturami bezwzględnymi grzejnika i lodówka. W przypadku dowolnego silnika cieplnego wydajność określa wzór η \u003d A / Q 1, gdzie A to praca wykonana przez silnik cieplny, Q 1 to ilość ciepła odbieranego przez maszynę z grzejnika.
Z warunku problemu jasno wynika, że ​​Q 1 jest częścią ilości ciepła uwalnianego podczas spalania paliwa: Q 1 = η 1 mq.

Skąd zatem A \u003d η 1 mq (1 - T 2 / T 1) \u003d 1,2 10 9 J.

Zadanie 2.

Silnik parowy o mocy N = 14,7 kW zużywa paliwo o masie m = 8,1 kg w czasie 1 godziny pracy, przy cieple właściwym spalania q = 3,3 · 10 7 J/kg.
Temperatura bojlera 200 °С, lodówka 58 °С.
Wyznacz sprawność tej maszyny i porównaj ją ze sprawnością idealnego silnika cieplnego.

Rozwiązanie.

Sprawność silnika cieplnego jest równa stosunkowi wykonanej pracy mechanicznej A do ilości ciepła Qlt wydzielanego podczas spalania paliwa.
Ilość ciepła Q 1 = mq.

Praca wykonana w tym samym czasie A \u003d Nt.

Zatem η = A/Q 1 = Nt/qm = 0,198, czyli η ≈ 20%.

Dla idealnego silnika cieplnego η < η ид.

Zadanie 3.

Idealny silnik cieplny o sprawności η pracuje w cyklu odwrotnym (rys. 13.15).

Jaka jest maksymalna ilość ciepła, którą można odebrać z lodówki wykonując pracę mechaniczną A?

Ponieważ maszyna chłodnicza działa w cyklu odwrotnym, aby przenieść ciepło z ciała mniej nagrzanego do cieplejszego, konieczne jest, aby siły zewnętrzne wykonały dodatnią pracę.
Schemat ideowy maszyny chłodniczej: ilość ciepła Q 2 jest pobierana z lodówki, praca jest wykonywana przez siły zewnętrzne, a ilość ciepła Q 1 jest przekazywana do grzejnika.
Stąd, Q 2 \u003d Q 1 (1 - η), Q 1 \u003d A / η.

Wreszcie Q 2 = (A/η)(1 - η).

Źródło: „Fizyka – klasa 10”, 2014, podręcznik Myakishev, Bukhovtsev, Sotsky

Podstawy termodynamiki. Zjawiska termiczne - Fizyka, podręcznik dla klasy 10 - Fizyka szkolna