Realitățile moderne necesită utilizarea pe scară largă a motoarelor termice. Numeroase încercări de a le înlocui cu motoare electrice au eșuat până acum. Problemele asociate cu acumularea de energie electrică în sistemele autonome sunt greu de rezolvat.

Problemele tehnologiei de fabricație a bateriilor de energie electrică, ținând cont de utilizarea lor pe termen lung, sunt încă relevante. Caracteristicile de viteză ale vehiculelor electrice sunt departe de cele ale mașinilor cu motoare cu ardere internă.

Primii pași pentru crearea motoarelor hibride pot reduce semnificativ emisiile nocive în mega-orașe, rezolvând problemele de mediu.

Puțină istorie

Posibilitatea de a converti energia aburului în energie de mișcare era cunoscută în antichitate. 130 î.Hr.: Filosoful Heron al Alexandriei a prezentat publicului o jucărie cu abur - aeolipilă. Sfera plină cu abur a început să se rotească sub influența jeturilor emanate din ea. Acest prototip de turbine moderne cu abur nu a fost folosit în acele vremuri.

Timp de mulți ani și secole, evoluțiile filosofului au fost considerate doar o jucărie distractivă. În 1629, italianul D. Branchi a creat o turbină activă. Aburul conducea un disc echipat cu lame.

Din acel moment a început dezvoltarea rapidă a motoarelor cu abur.

Motor termic

Conversia combustibilului în energia de mișcare a pieselor și mecanismelor mașinii este utilizată în motoarele termice.

Principalele părți ale mașinilor: încălzitor (sistem de obținere a energiei din exterior), fluid de lucru (realizează o acțiune utilă), frigider.

Încălzitorul este proiectat pentru a se asigura că fluidul de lucru acumulează o cantitate suficientă de energie internă pentru a efectua lucrări utile. Frigiderul elimină excesul de energie.

Principala caracteristică a eficienței se numește eficiența motoarelor termice. Această valoare arată cât de mult din energia cheltuită pentru încălzire este cheltuită pentru a efectua lucrări utile. Cu cât randamentul este mai mare, cu atât este mai profitabilă funcționarea mașinii, dar această valoare nu poate depăși 100%.

Calculul randamentului

Fie ca încălzitorul să dobândească din exterior energie egală cu Q 1 . Fluidul de lucru a efectuat munca A, în timp ce energia dată frigiderului a fost Q 2.

Pe baza definiției, calculăm valoarea eficienței:

η= A/Q1. Să luăm în considerare că A = Q 1 - Q 2.

Prin urmare, eficiența motorului termic, a cărui formulă este η = (Q 1 - Q 2) / Q 1 = 1 - Q 2 / Q 1, ne permite să tragem următoarele concluzii:

• Eficiența nu poate depăși 1 (sau 100%);
• pentru a maximiza această valoare, este necesar fie să se mărească energia primită de la încălzitor, fie să se scadă energia dată frigiderului;
• creșterea energiei încălzitorului se realizează prin modificarea calității combustibilului;
• Caracteristicile de design ale motoarelor pot reduce energia dată frigiderului.

Motor termic ideal

Este posibil să se creeze un motor a cărui eficiență ar fi maximă (ideal egală cu 100%)? Fizicianul teoretic și talentatul inginer francez Sadi Carnot a încercat să găsească răspunsul la această întrebare. În 1824, calculele sale teoretice despre procesele care au loc în gaze au fost făcute publice.

Ideea principală inerentă mașinii ideale poate fi considerată a efectua procese reversibile cu un gaz ideal. Începem prin a extinde gazul izotermic la temperatura T 1 . Cantitatea de căldură necesară pentru aceasta este Q 1. După aceea, gazul se dilată fără schimb de căldură. După ce a atins temperatura T 2, gazul se comprimă izotermic, transferând energie Q 2 la frigider. Gazul revine adiabatic la starea inițială.

Eficiența unui motor termic Carnot ideal, atunci când este calculată cu precizie, este egală cu raportul dintre diferența de temperatură dintre dispozitivele de încălzire și răcire și temperatura încălzitorului. Arată astfel: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Eficiența posibilă a unui motor termic, a cărui formulă este: η = 1 - T 2 / T 1, depinde numai de temperaturile încălzitorului și răcitorului și nu poate fi mai mare de 100%.

Mai mult, această relație ne permite să demonstrăm că eficiența motoarelor termice poate fi egală cu unitatea doar atunci când frigiderul atinge temperaturi. După cum se știe, această valoare este de neatins.

Calculele teoretice ale lui Carnot fac posibilă determinarea eficienței maxime a unui motor termic de orice proiect.

Teorema demonstrată de Carnot este următoarea. În niciun caz un motor termic arbitrar nu poate avea o eficiență mai mare decât aceeași valoare a eficienței a unui motor termic ideal.

Exemplu de rezolvare a problemelor

Exemplul 1. Care este randamentul unui motor termic ideal dacă temperatura încălzitorului este de 800 o C și temperatura frigiderului este cu 500 o C mai mică?

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

Prin definiție: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Nu ni se dă temperatura frigiderului, ci ∆T= (T 1 - T 2), deci:

η= ∆T / T 1 = 500 K/1073 K = 0,46.

Răspuns: Eficiență = 46%.

Exemplul 2. Determinați eficiența unui motor termic ideal dacă, datorită energiei de încălzire dobândite de un kilojoule, se efectuează un lucru util de 650 J. Care este temperatura încălzitorului motorului termic dacă temperatura mai rece este de 400 K?

Q1 = 1 kJ = 1000 J, A = 650 J, T2 = 400 K, η - ?, T1 = ?

În această problemă vorbim despre o instalație termică, a cărei eficiență poate fi calculată folosind formula:

Pentru a determina temperatura încălzitorului, folosim formula pentru eficiența unui motor termic ideal:

η = (T 1 - T 2)/ T 1 = 1 - T 2 / T 1.

După efectuarea transformărilor matematice, obținem:

T1 = T2/(1- η).

T 1 = T 2 /(1- A / Q 1).

Să calculăm:

η= 650 J/ 1000 J = 0,65.

T1 = 400 K / (1- 650 J / 1000 J) = 1142,8 K.

Răspuns: η= 65%, T 1 = 1142,8 K.

Conditii reale

Un motor termic ideal este proiectat având în vedere procesele ideale. Munca se efectuează numai în procese izoterme; valoarea sa este determinată ca suprafață limitată de graficul ciclului Carnot.

În realitate, este imposibil să se creeze condiții pentru ca procesul de schimbare a stării unui gaz să aibă loc fără schimbările de temperatură însoțitoare. Nu există materiale care să excludă schimbul de căldură cu obiectele din jur. Procesul adiabatic devine imposibil de realizat. În cazul schimbului de căldură, temperatura gazului trebuie neapărat să se modifice.

Eficiența motoarelor termice create în condiții reale diferă semnificativ de eficiența motoarelor ideale. Rețineți că procesele din motoarele reale au loc atât de repede încât variația energiei termice interne a substanței de lucru în procesul de modificare a volumului acesteia nu poate fi compensată de afluxul de căldură din încălzitor și transferul la frigider.

Alte motoare termice

Motoarele reale funcționează pe diferite cicluri:

• Ciclul Otto: un proces cu volum constant se modifică adiabatic, creând un ciclu închis;
• Ciclu diesel: izobar, adiabatic, izocor, adiabatic;
• procesul care are loc la presiune constantă este înlocuit cu unul adiabatic, închizând ciclul.

Nu este posibil să se creeze procese de echilibru în motoarele reale (pentru a le apropia de cele ideale) sub tehnologia modernă. Eficiența motoarelor termice este semnificativ mai scăzută, chiar și ținând cont de aceleași condiții de temperatură ca într-o instalație termică ideală.

Dar rolul formulei de calcul al eficienței nu trebuie redus, deoarece tocmai acesta devine punctul de plecare în procesul de lucru pentru creșterea eficienței motoarelor reale.

Modalități de a schimba eficiența

Când comparăm motoarele termice ideale și reale, este de remarcat faptul că temperatura frigiderului celui din urmă nu poate fi nicio. De obicei, atmosfera este considerată un frigider. Temperatura atmosferei poate fi acceptată doar în calcule aproximative. Experiența arată că temperatura lichidului de răcire este egală cu temperatura gazelor de eșapament din motoare, așa cum este cazul la motoarele cu ardere internă (abreviat ca ICE).

ICE este cel mai comun motor termic din lumea noastră. Eficiența motorului termic în acest caz depinde de temperatura creată de combustibilul care arde. O diferență semnificativă între motoarele cu ardere internă și motoarele cu abur este îmbinarea funcțiilor încălzitorului și a fluidului de lucru al dispozitivului în amestecul aer-combustibil. Pe măsură ce amestecul arde, acesta creează presiune asupra părților mobile ale motorului.

Se realizează o creștere a temperaturii gazelor de lucru, modificând semnificativ proprietățile combustibilului. Din păcate, acest lucru nu se poate face la infinit. Orice material din care este realizată camera de ardere a unui motor are propriul punct de topire. Rezistența la căldură a unor astfel de materiale este principala caracteristică a motorului, precum și capacitatea de a afecta semnificativ eficiența.

Valori ale randamentului motorului

Dacă luăm în considerare temperatura aburului de lucru la intrarea căruia este de 800 K, iar gazele de evacuare - 300 K, atunci eficiența acestei mașini este de 62%. În realitate, această valoare nu depășește 40%. Această scădere se produce din cauza pierderilor de căldură la încălzirea carcasei turbinei.

Cea mai mare valoare a arderii interne nu depășește 44%. Creșterea acestei valori este o chestiune de viitor apropiat. Schimbarea proprietăților materialelor și combustibilului este o problemă la care lucrează cele mai bune minți ale umanității.

Cum să găsiți factorul de eficiență. Formula pentru eficienta prin putere

Cum să găsești eficiența

Eficiența arată raportul dintre munca utilizabilă efectuată de un mecanism sau dispozitiv și munca cheltuită. Adesea, munca cheltuită este cantitatea de energie pe care o consumă un dispozitiv pentru a efectua munca.

Vei avea nevoie

• - auto;
• - termometru;
• - calculator.

Instrucțiuni

2. La calcularea randamentului unui motor termic, luați în considerare munca mecanică efectuată de mecanism ca lucru adecvat. Pentru munca cheltuită, luați numărul de căldură eliberată de combustibilul ars, care este sursa de energie pentru motor.

3. Exemplu. Forța medie de tracțiune a unui motor de mașină este de 882 N. Consumă 7 kg de benzină la 100 km de parcurs. Determinați eficiența motorului său. Găsiți mai întâi o muncă potrivită. Este egal cu produsul forței F și distanța S parcursă de corp sub influența sa Аn=F?S. Determinați cantitatea de căldură care va fi eliberată la arderea a 7 kg de benzină, aceasta va fi munca cheltuită Az = Q = q?m, unde q este căldura specifică de ardere a combustibilului, pentru benzină este egală cu 42? 10^6 J/kg, iar m este masa acestui combustibil. Randamentul motorului va fi egal cu eficienta=(F?S)/(q?m)?100%= (882?100000)/(42?10^6?7)?100%=30%.

4. În general, pentru a detecta randamentul, orice motor termic (motor cu ardere internă, motor cu abur, turbină etc.), în care munca este efectuată cu gaz, are un indice de eficiență egal cu diferența de căldură degajată de încălzitorul Q1 și primit de frigiderul Q2, găsiți diferența de căldură a încălzitorului și frigiderului și împărțiți la căldura eficienței încălzitorului = (Q1-Q2)/Q1. Aici, eficiența este măsurată în unități submultiple de la 0 la 1; pentru a converti rezultatul în procente, înmulțiți-l cu 100.

5. Pentru a obține randamentul unui motor termic impecabil (mașină Carnot), găsiți raportul dintre diferența de temperatură dintre încălzitorul T1 și frigiderul T2 la temperatura randamentului încălzitorului = (T1-T2)/T1. Aceasta este eficiența maximă admisă pentru un anumit tip de motor termic cu temperaturi date ale încălzitorului și frigiderului.

6. Pentru un motor electric, găsiți munca cheltuită ca produsul dintre putere și timpul necesar pentru a-l finaliza. Să presupunem că, dacă un motor electric al macaralei cu o putere de 3,2 kW ridică o sarcină cu o greutate de 800 kg la o înălțime de 3,6 m în 10 s, atunci randamentul său este egal cu raportul de lucru adecvat Аp=m?g?h, unde m este masa sarcinii, g?10 m /Cu? accelerația căderii libere, h este înălțimea la care a fost ridicată sarcina și lucrul consumat Az=P?t, unde P este puterea motorului, t este timpul de funcționare a acestuia. Obțineți formula pentru determinarea eficienței=Ap/Az?100%=(m?g?h)/(P?t)?100%=%=(800?10?3.6)/(3200?10)?100% =90%.

Indicatorul de performanță (eficiența) este un indicator al performanței oricărui sistem, fie că este vorba despre un motor de mașină, mașină sau alt mecanism. Acesta arată cât de eficient folosește un anumit sistem energia pe care o primește. Calcularea eficienței este foarte ușor.

Instrucțiuni

1. De cele mai multe ori, randamentul este calculat din raportul dintre energia utilizabila de sistem si fiecare energie totala primita intr-un anumit interval de timp. Este de remarcat faptul că eficiența nu are unități de măsură specifice. Cu toate acestea, în programa școlară această valoare este măsurată ca procent. Acest indicator, pe baza datelor de mai sus, este calculat folosind formula:? = (A/Q)*100%, unde? („aceasta”) este randamentul dorit, A este performanța utilizabilă a sistemului, Q este consumul total de energie, A și Q sunt măsurate în Jouli.

2. Metoda de mai sus pentru calcularea eficienței nu este exclusivă, deoarece munca utilizabilă a sistemului (A) este calculată prin formula: A = Po-Pi, unde Po este energia furnizată sistemului din exterior, Pi este pierderi de energie în timpul funcționării sistemului. După extinderea numărătorului formulei de mai sus, acesta poate fi scris sub următoarea formă:? = ((Po-Pi)/Po)*100%.

3. Pentru a face calculul eficienței mai clar și mai vizual, puteți privi exemple.Exemplu 1: Funcționarea utilă a sistemului este de 75 J, cantitatea de energie cheltuită pentru funcționarea sa este de 100 J, este necesar să se determine eficienta acestui sistem. Pentru a rezolva această problemă, utilizați prima formulă:? = 75/100 = 0,75 sau 75% Răspuns: Eficiența sistemului propus este de 75%.

4. Exemplul 2: Energia furnizată pentru funcționarea motorului este de 100 J, pierderea de energie în timpul funcționării acestui motor este de 25 J, eficiența trebuie calculată. Pentru a rezolva problema propusă, utilizați a 2-a formulă pentru calcularea indicatorului dorit:? = (100-25)/100 = 0,75 sau 75%. Rezultatele din ambele exemple au fost identice; în al doilea caz, datele numărătorului au fost analizate mai detaliat.

Notă! Multe tipuri de motoare moderne (de exemplu, un motor rachetă sau un motor turbo-aer) au mai multe etape de funcționare, iar pentru întreaga etapă există o eficiență proprie, care este calculată folosind fiecare dintre formulele de mai sus. Dar pentru a găsi un indicator universal, va trebui să multiplicați toate eficiența celebră în toate etapele de funcționare a unui anumit motor: = ?1*?2*?3*…*?.

Sfat util: Eficiența nu poate fi mai mare de unu; în timpul funcționării oricărui sistem, apar inevitabil pierderi de energie.

Transportul asociat este un tip de transport care constă în încărcarea unui vehicul care rulează în gol. Situațiile în care transportul este forțat să se deplaseze fără marfă apar destul de des, atât înainte, cât și mai târziu după finalizarea ordinului de transport planificat. Pentru o întreprindere, probabilitatea de a prelua încărcături suplimentare înseamnă, cel puțin, o reducere a pierderilor financiare.

Instrucțiuni

1. Evaluați eficiența utilizării transportului de marfă asociat în realitate pentru întreprinderea dvs. Un punct semnificativ care trebuie înțeles este faptul că mărfurile asociate pot fi transportate într-un moment în care transportul este forțat să se deplaseze în gol după finalizarea cererii de transport primare (de bază). Dacă astfel de situații apar în mod regulat în activitățile întreprinderii dumneavoastră, alegeți cu îndrăzneală această metodă de optimizare a transportului.

2. Estimați ce marfă asociată poate transporta vehiculul dvs. în ceea ce privește greutatea și dimensiunile. Trecerea mărfurilor poate fi avantajoasă din punct de vedere economic chiar dacă o parte din spațiul de marfă al vehiculului dumneavoastră este neocupată.

3. Luați în considerare din ce puncte ale rutei principale veți putea lua mărfuri care trece. Este mai confortabil pentru toată lumea dacă puteți primi o astfel de marfă în punctul final al rutei planificate și să o transportați la locul în care se află întreprinderea dvs. de transport. Dar o astfel de situație poate să nu apară întotdeauna. Prin urmare, luați în considerare și probabilitatea unei abateri de la traseu, calculând, desigur, raționalitatea economică a unei astfel de metamorfoze.

4. Aflați dacă compania către care efectuați transportul de mărfuri programat necesită transportul retur al mărfurilor. În acest caz, este mult mai ușor să se convină asupra prețului problemei și să se asigure securitatea unei cooperări suplimentare reciproc avantajoase.

5. Găsiți mai multe portaluri de internet specializate care oferă servicii de informare în domeniul transportului de mărfuri. Ca de obicei, site-urile web ale unor astfel de companii au secțiuni corespunzătoare care vă permit să găsiți marfa asociată de-a lungul rutei și să lăsați o solicitare corespunzătoare. În cele mai multe cazuri, utilizarea unei astfel de probabilități necesită, cel puțin, înregistrarea pe site. Va fi perfect dacă sursa de informații are probabilități încorporate pentru o revizuire logistică a contraofertelor.

6. Nu neglijați transportul consolidat atunci când mărfuri mici de la diferiți clienți sunt transportate în direcția selectată pe un singur tip de transport. În acest caz, transportul trebuie să facă rute de navetă în direcțiile selectate.

Notă! Detectarea mărfurilor care trece nu este deloc dificilă! Sarcina principală a serviciului nostru este de a căuta diferite descărcări, lucru pe care utilizatorii îl pot face nu numai cu confort maxim, ci și gratuit. Cu ajutorul sistemului nostru, a cărui funcționare se bazează pe utilizarea tehnologiilor informaționale moderne, încărcătura poate fi detectată foarte ușor.

Sfaturi utile Se pare că ați decis să cumpărați sau să închiriați un camion uriaș, cu ajutorul căruia intenționați să câștigați bani transportând mărfuri în toată Rusia, CSI și Europa. Nu contează dacă angajezi un șofer sau conduci unul singur, vei avea nevoie de clienți, adică de marfă pentru transport. Atunci cu siguranță te vei gândi sau te-ai gândit deja unde și cum să găsești marfă pentru camionul tău?

Pentru a găsi indicatorul funcționării adecvate a oricărui motor, este necesar să împărțiți munca potrivită cu cea cheltuită și să înmulțiți cu 100 la sută. Pentru un motor termic, găsiți această valoare prin raportul dintre putere înmulțită cu durata de funcționare și căldura degajată în timpul arderii combustibilului. Teoretic, eficiența unui motor termic este determinată de raportul dintre temperaturile frigiderului și încălzitorului. Pentru motoarele electrice, găsiți raportul dintre puterea sa și puterea curentului consumat.

Vei avea nevoie

• pașaport pentru motor cu ardere internă (ICE), termometru, tester

Instrucțiuni

1. Determinarea randamentului unui motor cu ardere internă Găsiți puterea acestuia în documentația tehnică a unui motor dat. Umpleți-i rezervorul cu o anumită cantitate de combustibil și porniți motorul astfel încât să funcționeze ceva timp la cicluri complete, dezvoltând puterea maximă indicată în pașaport. Folosind un cronometru, înregistrați timpul de funcționare al motorului, exprimându-l în secunde. După un timp, opriți motorul și goliți combustibilul rămas. Scăzând volumul final din volumul inițial de combustibil turnat, găsiți volumul de combustibil consumat. Cu ajutorul tabelului, găsiți densitatea acestuia și înmulțiți-l cu volumul, obținând masa combustibilului consumat m =? V. Exprimați masa în kilograme. În funcție de tipul de combustibil (benzină sau motorină), determinați-i din tabel căldura specifică de ardere. Pentru a determina randamentul, înmulțiți puterea maximă cu timpul de funcționare al motorului și cu 100% și împărțiți rezultatul treptat la masa sa și eficiența de ardere a căldurii specifice =P t 100%/(q m).

2. Pentru un motor termic perfect, este posibil să se aplice formula lui Carnot. Pentru a face acest lucru, aflați temperatura de ardere a combustibilului și măsurați temperatura frigiderului (gaze de eșapament) cu un termometru special. Convertiți temperatura măsurată în grade Celsius la o scară necondiționată adăugând la valoare numărul 273. Pentru a determina eficiența din numărul 1, scădeți raportul dintre temperaturile frigiderului și încălzitorului (temperatura de ardere a combustibilului) Eficiență = (1) -Tcol/Tnag) 100%. Această opțiune pentru calcularea eficienței nu ia în considerare frecarea mecanică și schimbul de căldură cu mediul extern.

3. Determinarea randamentului unui motor electric Aflați puterea nominală a motorului electric, conform documentației tehnice. Conectați-l la o sursă de curent, realizând cicluri maxime de arbore și cu ajutorul unui tester, măsurați tensiunea de pe ea și curentul din circuit. Pentru a determina randamentul, împărțiți puterea menționată în documentație la produsul dintre curent și tensiune, înmulțiți totalul cu randamentul de 100% =P 100%/(I U).

Video pe tema

Notă! În toate calculele, eficiența ar trebui să fie mai mică de 100%.

Pentru a revizui dinamica normală a populației, sociologii trebuie să determine coeficienți generali. Principalii sunt indicatori de fertilitate, mortalitate, căsătorie și venit natural. Pe baza acestora, este posibil să se întocmească o imagine demografică la un moment dat.

Instrucțiuni

1. Vă rugăm să rețineți că indicatorul general este un indicator relativ. Astfel, numărul de nașteri într-o anumită perioadă, să zicem, într-un an, va diferi de rata generală de fertilitate. Acest lucru se datorează faptului că la găsirea acestuia se iau în considerare datele privind populația totală. Acest lucru face posibilă compararea rezultatelor cercetării actuale cu rezultatele anilor anteriori.

2. Stabiliți perioada de facturare. De exemplu, pentru a afla rata de căsătorie, trebuie să determinați în ce perioadă de timp vă privește numărul căsătoriilor. Astfel, datele din ultimele șase luni vor diferi semnificativ de cele pe care le veți primi la determinarea unei perioade de timp de cinci ani. Luați în considerare că perioada de calcul la calcularea indicatorului general este specificată în ani.

3. Determinați populația totală. Tipuri similare de date pot fi obținute prin referire la datele recensământului populației. Pentru a determina indicatorii generali ai ratelor de fertilitate, mortalitate, căsătorie și divorț, va trebui să găsiți produsul dintre populația totală și perioada de calcul. Scrieți numărul rezultat la numitor.

4. În locul numărătorului se pune un indicator necondiționat corespunzător celui relativ dorit. Să spunem, dacă vă confruntați cu sarcina de a determina rata universală a natalității, atunci în locul numărătorului ar trebui să existe un număr care să reflecte numărul total de copii născuți în perioada care vă privește. Dacă scopul dvs. este să determinați nivelul mortalității sau rata căsătoriei, atunci în locul numărătorului puneți numărul de persoane care au murit în perioada de calcul sau, respectiv, numărul de persoane care s-au căsătorit.

5. Înmulțiți numărul rezultat cu 1000. Acesta va fi indicatorul general pe care îl doriți. Dacă vă confruntați cu sarcina de a găsi un indicator general de venit, atunci scădeți rata mortalității din rata natalității.

Video pe tema

Cuvântul „muncă” se referă la fiecare acțiune care oferă unei persoane un mijloc de subzistență. Cu alte cuvinte, el primește recompensă fizică pentru asta. Cu toate acestea, oamenii sunt gata, în timpul liber, fie gratuit, fie contra cost pur simbolic, să participe și la lucrări benefice social, care vizează sprijinirea celor aflați în nevoie, îmbunătățirea curților și străzilor, amenajarea teritoriului etc. Numărul unor astfel de voluntari ar fi probabil încă enorm, dar de multe ori ei nu știu unde ar putea fi nevoie de serviciile lor.

Instrucțiuni

1. Unul dintre cele mai cunoscute tipuri de muncă utilă social este caritatea. Include asistență pentru grupurile nevoiașe, social vulnerabile ale populației: persoanele cu dizabilități, persoanele în vârstă, persoanele fără adăpost. Într-un cuvânt, tuturor celor care, dintr-un motiv oarecare, se află într-o situație dificilă de viață.

2. Voluntarii care doresc să participe la acordarea unei astfel de asistențe trebuie să contacteze cele mai apropiate organizații filantropice sau departamente de asistență publică. Puteți face întrebări la cea mai apropiată biserică - duhovnicul știe probabil care din turma lui are nevoie de sprijin.

3. De asemenea, puteți lua inițiativa la propriu la locul dvs. de reședință - pensionari singuri, persoane cu dizabilități sau mame singure care au toată rubla în cont probabil locuiesc într-un bloc de apartamente. Oferă-le tot ajutorul posibil. Nu trebuie să constea neapărat într-o donație bănească - este permis, să zicem, să mergeți din când în când la magazin alimentar sau la farmacie pentru a cumpăra medicamente.

4. Mulți oameni doresc să ia parte la îmbunătățirea orașului lor natal. Ei ar trebui să contacteze structurile relevante ale municipalității locale, să zicem, cele care sunt responsabile pentru curățarea teritoriilor și amenajarea teritoriului. Probabil că va fi de lucru. În plus, este permis, să zicem, din proprie inițiativă să faci un pat de flori sub ferestrele casei și să plantezi flori.

5. Sunt oameni care iubesc cu adevărat animalele și vor să ajute câinii și pisicile fără stăpân. Dacă vă încadrați în această categorie, contactați organizațiile locale pentru drepturile animalelor sau proprietarii de adăposturi pentru animale. Ei bine, dacă locuiți într-un oraș imens în care există grădini zoologice, întrebați administrația dacă este nevoie de asistenți pentru îngrijirea animalelor. Ca de obicei, astfel de oferte de ajutor sunt întâmpinate cu recunoștință.

6. Este imposibil să uităm de educația tinerei generații. Dacă un voluntar entuziast este capabil, să zicem, să predea cursuri într-un club școlar sau un centru cultural și creativ, el va aduce beneficii enorme. Într-un cuvânt, există multă muncă potrivită din punct de vedere social pentru oameni grijulii, pentru fiecare gust și probabilitate. Ar fi o dorință.

Indicatorul de umiditate este un indicator folosit pentru a determina parametrii de microclimat. Poate fi calculat dacă aveți informații despre precipitațiile din regiune pe o perioadă destul de lungă.

Indicele de umiditate

Coeficientul de umidificare este un indicator special dezvoltat de experți în domeniul meteorologiei pentru a evalua gradul de umiditate a microclimatului într-o anumită regiune. S-a luat în considerare faptul că microclimatul reprezintă un răspuns pe termen lung la condițiile meteorologice dintr-o zonă dată. În consecință, s-a decis să se ia în considerare și indicatorul de umiditate pe o perioadă lungă de timp: ca de obicei, acest indicator este calculat pe baza datelor culese în cursul anului.Astfel, indicatorul de umiditate arată cât de mare este cantitatea de precipitații căzută în această perioadă. se află în regiunea luată în considerare. Acesta, la rândul său, este unul dintre principalii factori care determină tipul de vegetație predominant în această zonă.

Calculul indicelui de umiditate

Formula de calcul a indicatorului de umiditate este următoarea: K = R / E. În această formulă, simbolul K indică indicatorul real de umiditate, iar simbolul R indică cantitatea de precipitații care a căzut într-o anumită zonă în cursul anului, exprimată în milimetri. În cele din urmă, simbolul E reprezintă cantitatea de precipitații care s-au evaporat de pe suprafața pământului în aceeași perioadă de timp. Cantitatea declarată de precipitații, care este, de asemenea, exprimată în milimetri, depinde de tipul de sol, de temperatura într-o anumită regiune la un anumit moment și de alți factori. În consecință, în ciuda simplității aparente a formulei date, calculul indicatorului de umiditate necesită un număr mare de măsurători anticipate folosind instrumente de precizie și poate fi efectuat doar de o echipă destul de mare de meteorologi.La rândul său, valoarea indicatorului de umiditate într-un anumit teritoriu, luarea în considerare a tuturor acestor indicatori, ca de obicei, ne permite să stabilim cu un grad ridicat de fiabilitate ce tip de vegetație este predominant în această regiune. Astfel, dacă indicele de umiditate depășește 1, aceasta indică un nivel ridicat de umiditate în zona dată, ceea ce presupune avantajul unor astfel de tipuri de vegetație precum taiga, tundra sau pădure-tundra. Un nivel satisfăcător de umiditate corespunde unui indice de umiditate de 1 și, ca de obicei, se caracterizează prin predominanța pădurilor mixte sau cu frunze late. Indicele de umiditate care variază de la 0,6 la 1 este tipic pentru zonele de silvostepă, de la 0,3 la 0,6 - pentru stepe, de la 0,1 la 0,3 - pentru zonele semi-deșertice și de la 0 la 0,1 - pentru deșerturi.

Video pe tema

jprosto.ru

Eficienţă

Să presupunem că ne relaxăm la dacha și trebuie să luăm apă de la fântână. Coborâm găleata în ea, luăm apa și începem să o ridicăm. Ai uitat care este scopul nostru? Așa este: ia niște apă. Dar uite: ridicăm nu doar apa, ci și găleata în sine, precum și lanțul greu de care atârnă. Acest lucru este simbolizat de o săgeată în două culori: greutatea încărcăturii pe care o ridicăm este suma greutății apei și greutatea găleții și a lanțului.

Având în vedere situația calitativ, vom spune: împreună cu munca utilă de ridicare a apei, mai executăm și alte lucrări - ridicarea găleții și lanțului. Desigur, fără lanț și găleată nu am fi capabili să tragem apă, dar din punctul de vedere al scopului final, greutatea lor ne „dăunează”. Dacă această greutate ar fi mai mică, atunci și munca totală efectuată ar fi mai mică (cu aceeași muncă utilă).

Acum să trecem la un studiu cantitativ al acestor lucrări și să introducem o mărime fizică numită eficiență.

Sarcină. Încărcătorul toarnă merele selectate pentru prelucrare din coșuri în camion. Masa unui coș gol este de 2 kg, iar merele din el sunt de 18 kg. Care este ponderea muncii utile a încărcătorului din munca sa totală?

Soluţie. Treaba completă este să muți merele în coșuri. Această lucrare constă în ridicarea merelor și ridicarea coșurilor. Important: ridicarea merelor este o muncă utilă, dar ridicarea coșurilor este „inutilă”, deoarece scopul muncii încărcătorului este de a muta doar merele.

Să introducem notația: Fя este forța cu care mâinile ridică doar merele în sus, iar Fк este forța cu care mâinile ridică doar coșul în sus. Fiecare dintre aceste forțe este egală cu forța gravitațională corespunzătoare: F=mg.

Folosind formula A = ±(F||· l) , „scriem” munca acestor două forțe:

Autil = +Fя · lя = mя g · h și А inutil = +Fк · lк = mк g · h

Lucrarea totală constă din două lucrări, adică este egală cu suma lor:

Afull = Auseful + Auseless = mя g h + mк g h = (mя + mк) · g h

În problemă ni se cere să calculăm ponderea muncii utile a încărcătorului din munca sa totală. Să facem asta împărțind munca utilă la total:

În fizică, astfel de cote sunt de obicei exprimate în procente și notate cu litera greacă „η” (a se citi: „aceasta”). Ca rezultat obținem:

η = 0,9 sau η = 0,9 100% = 90%, care este același.

Acest număr arată că din 100% din munca totală a încărcătorului, ponderea muncii sale utile este de 90%. Problema este rezolvată.

O cantitate fizică egală cu raportul dintre munca utilă și munca totală efectuată își are propriul nume în fizică - eficiență - factor de eficiență:

După calcularea eficienței folosind această formulă, aceasta este de obicei înmulțită cu 100%. Și invers: pentru a înlocui eficiența în această formulă, valoarea acesteia trebuie convertită din procent în fracție zecimală, împărțind la 100%.

întrebări-fizică.ru

Eficiența motorului termic. Eficiența motorului termic

Funcționarea multor tipuri de mașini este caracterizată de un indicator atât de important precum eficiența motorului termic. În fiecare an, inginerii se străduiesc să creeze echipamente mai avansate care, cu un consum mai mic de combustibil, ar da rezultatul maxim din utilizarea acestuia.

Dispozitiv cu motor termic

Înainte de a înțelege ce este eficiența, este necesar să înțelegem cum funcționează acest mecanism. Fără a cunoaște principiile acțiunii sale, este imposibil să aflăm esența acestui indicator. Un motor termic este un dispozitiv care efectuează lucrări folosind energia internă. Orice motor termic care transformă energia termică în energie mecanică folosește dilatarea termică a substanțelor pe măsură ce temperatura crește. În motoarele cu stare solidă, este posibil nu numai modificarea volumului unei substanțe, ci și forma corpului. Acțiunea unui astfel de motor este supusă legilor termodinamicii.

Principiul de funcționare

Pentru a înțelege cum funcționează un motor termic, este necesar să luați în considerare elementele de bază ale designului său. Pentru funcționarea aparatului sunt necesare două corpuri: cald (încălzitor) și rece (frigider, frigider). Principiul de funcționare al motoarelor termice (eficiența motoarelor termice) depinde de tipul lor. Adesea, frigiderul este un condensator de abur, iar încălzitorul este orice tip de combustibil care arde în focar. Eficiența unui motor termic ideal se găsește prin următoarea formulă:

Eficiență = (Theat - Cool) / Theat. x 100%.

În acest caz, randamentul unui motor real nu poate depăși niciodată valoarea obținută conform acestei formule. De asemenea, această cifră nu va depăși niciodată valoarea menționată mai sus. Pentru a crește eficiența, de cele mai multe ori temperatura încălzitorului este crescută și temperatura frigiderului este scăzută. Ambele procese vor fi limitate de condițiile reale de funcționare ale echipamentului.

Când funcționează un motor termic, se lucrează, deoarece gazul începe să piardă energie și se răcește la o anumită temperatură. Acesta din urmă este de obicei cu câteva grade mai mare decât atmosfera înconjurătoare. Aceasta este temperatura frigiderului. Acest dispozitiv special este conceput pentru răcirea și condensarea ulterioară a aburului de evacuare. Acolo unde sunt prezente condensatoare, temperatura frigiderului este uneori mai mică decât temperatura ambiantă.

Într-un motor termic, atunci când un corp se încălzește și se dilată, nu este capabil să renunțe la toată energia sa internă pentru a lucra. O parte din căldură va fi transferată la frigider împreună cu gazele de evacuare sau aburul. Această parte a energiei termice interne se pierde inevitabil. În timpul arderii combustibilului, fluidul de lucru primește o anumită cantitate de căldură Q1 de la încălzitor. În același timp, efectuează încă munca A, timp în care transferă o parte din energia termică la frigider: Q2

Eficiența caracterizează eficiența motorului în domeniul conversiei și transmisiei energiei. Acest indicator este adesea măsurat ca procent. Formula de eficienta:

η*A/Qx100%, unde Q este energia cheltuită, A este munca utilă.

Pe baza legii conservării energiei, putem concluziona că eficiența va fi întotdeauna mai mică decât unitatea. Cu alte cuvinte, nu va exista niciodată o muncă mai utilă decât energia cheltuită cu ea.

Eficiența motorului este raportul dintre munca utilă și energia furnizată de încălzitor. Acesta poate fi reprezentat sub forma următoarei formule:

η = (Q1-Q2)/ Q1, unde Q1 este căldura primită de la încălzitor, iar Q2 este căldura dată frigiderului.

Funcționarea motorului termic

Munca efectuată de un motor termic se calculează folosind următoarea formulă:

A = |QH| - |QX|, unde A este lucru, QH este cantitatea de căldură primită de la încălzitor, QX este cantitatea de căldură dată răcitorului.

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

Este egal cu raportul dintre munca efectuată de motor și cantitatea de căldură primită. O parte din energia termică se pierde în timpul acestui transfer.

motor Carnot

Eficiența maximă a unui motor termic este observată în dispozitivul Carnot. Acest lucru se datorează faptului că în acest sistem depinde numai de temperatura absolută a încălzitorului (Tn) și a răcitorului (Tx). Eficiența unui motor termic care funcționează conform ciclului Carnot este determinată de următoarea formulă:

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

Legile termodinamicii au făcut posibilă calcularea eficienței maxime posibile. Acest indicator a fost calculat pentru prima dată de omul de știință și inginerul francez Sadi Carnot. El a inventat un motor termic care funcționa cu un gaz ideal. Funcționează într-un ciclu de 2 izoterme și 2 adiabați. Principiul funcționării sale este destul de simplu: un încălzitor este conectat la un vas cu gaz, în urma căruia fluidul de lucru se extinde izotermic. În același timp, funcționează și primește o anumită cantitate de căldură. Ulterior vasul este izolat termic. În ciuda acestui fapt, gazul continuă să se extindă, dar adiabatic (fără schimb de căldură cu mediul). În acest moment, temperatura acestuia scade la cea a unui frigider. În acest moment, gazul intră în contact cu frigiderul, drept urmare degajă o anumită cantitate de căldură în timpul compresiei izometrice. Apoi vasul este izolat termic din nou. În acest caz, gazul este comprimat adiabatic la volumul și starea inițială.

Soiuri

În zilele noastre, există multe tipuri de motoare termice care funcționează pe principii diferite și pe combustibili diferiți. Toate au propria lor eficiență. Acestea includ următoarele:

Un motor cu ardere internă (piston), care este un mecanism prin care o parte din energia chimică a combustibilului care arde este transformată în energie mecanică. Astfel de dispozitive pot fi gaz și lichide. Există motoare în 2 și 4 timpi. Ele pot avea un ciclu de lucru continuu. Conform metodei de preparare a amestecului de combustibil, astfel de motoare sunt carburator (cu formare externă a amestecului) și diesel (cu intern). În funcție de tipul de convertor de energie, acestea sunt împărțite în piston, jet, turbină și combinate. Eficiența unor astfel de mașini nu depășește 0,5.

Un motor Stirling este un dispozitiv în care fluidul de lucru este situat într-un spațiu restrâns. Este un tip de motor cu ardere externă. Principiul funcționării acestuia se bazează pe răcirea/încălzirea periodică a corpului cu producerea de energie datorită modificărilor volumului acestuia. Acesta este unul dintre cele mai eficiente motoare.

Motor cu turbină (rotativ) cu ardere externă a combustibilului. Astfel de instalații se găsesc cel mai adesea la centralele termice.

Motoarele cu turbină (rotative) cu ardere internă sunt utilizate la centralele termice în regim de vârf. Nu la fel de răspândit ca alții.

Un motor cu turbină generează o parte din forța sa prin elice. Restul primește din gazele de eșapament. Designul său este un motor rotativ (turbină cu gaz), pe arborele căruia este montată o elice.

Alte tipuri de motoare termice

Motoare cu rachetă, turboreactor și cu reacție care obțin tracțiune din gazele de eșapament.

Motoarele cu stare solidă folosesc materie solidă drept combustibil. În timpul funcționării, nu volumul său se modifică, ci forma. La operarea echipamentului, se folosește o diferență de temperatură extrem de mică.

Cum poți crește eficiența

Este posibil să creșteți eficiența unui motor termic? Răspunsul trebuie căutat în termodinamică. Ea studiază transformările reciproce ale diferitelor tipuri de energie. S-a stabilit că este imposibil să se transforme toată energia termică disponibilă în electrică, mecanică etc. Cu toate acestea, conversia lor în energie termică are loc fără restricții. Acest lucru este posibil datorită faptului că natura energiei termice se bazează pe mișcarea dezordonată (haotică) a particulelor.

Cu cât un corp se încălzește mai mult, cu atât mai repede se vor mișca moleculele sale constitutive. Mișcarea particulelor va deveni și mai neregulată. Odată cu aceasta, toată lumea știe că ordinea poate fi ușor transformată în haos, ceea ce este foarte greu de comandat.

fb.ru

Factorul de eficiență (eficiență) este un termen care poate fi aplicat, probabil, fiecărui sistem și dispozitiv. Chiar și o persoană are un factor de eficiență, deși probabil nu există încă o formulă obiectivă pentru a-l găsi. În acest articol vom explica în detaliu ce este eficiența și cum poate fi calculată pentru diverse sisteme.

Definirea eficienței

Eficiența este un indicator care caracterizează eficacitatea unui sistem în ceea ce privește producția de energie sau conversia. Eficiența este o cantitate incomensurabilă și este reprezentată fie ca valoare numerică în intervalul de la 0 la 1, fie ca procent.

Formula generala

Eficiența este indicată prin simbolul Ƞ.

Formula matematică generală pentru găsirea eficienței este scrisă după cum urmează:

Ƞ=A/Q, unde A este energia/munca utilă efectuată de sistem, iar Q este energia consumată de acest sistem pentru a organiza procesul de obținere a producției utile.

Factorul de eficiență, din păcate, este întotdeauna mai mic sau egal cu unitatea, întrucât, conform legii conservării energiei, nu putem obține mai multă muncă decât energia cheltuită. În plus, eficiența, de fapt, este extrem de rar egală cu unitatea, deoarece munca utilă este întotdeauna însoțită de pierderi, de exemplu, pentru încălzirea mecanismului.

Eficiența motorului termic

Un motor termic este un dispozitiv care transformă energia termică în energie mecanică. Într-un motor termic, munca este determinată de diferența dintre cantitatea de căldură primită de la încălzitor și cantitatea de căldură dată răcitorului și, prin urmare, eficiența este determinată de formula:

• Ƞ=Qн-Qх/Qн, unde Qн este cantitatea de căldură primită de la încălzitor și Qх este cantitatea de căldură dată răcitorului.

Se crede că cea mai mare eficiență este asigurată de motoarele care funcționează pe ciclul Carnot. În acest caz, eficiența este determinată de formula:

• Ƞ=T1-T2/T1, unde T1 este temperatura izvorului cald, T2 este temperatura izvorului rece.

Eficiența motorului electric

Un motor electric este un dispozitiv care convertește energia electrică în energie mecanică, deci eficiența în acest caz este raportul de eficiență al dispozitivului în conversia energiei electrice în energie mecanică. Formula pentru găsirea eficienței unui motor electric arată astfel:

• Ƞ=P2/P1, unde P1 este puterea electrică furnizată, P2 este puterea mecanică utilă generată de motor.

Puterea electrică se găsește ca produsul dintre curentul și tensiunea sistemului (P=UI), iar puterea mecanică ca raportul de lucru pe unitatea de timp (P=A/t)

Eficiența transformatorului

Un transformator este un dispozitiv care convertește curentul alternativ al unei tensiuni în curent alternativ al unei alte tensiuni, menținând în același timp frecvența. În plus, transformatoarele pot transforma și curentul alternativ în curent continuu.

Eficiența transformatorului se găsește prin formula:

• Ƞ=1/1+(P0+PL*n2)/(P2*n), unde P0 este pierderea în gol, PL este pierderea de sarcină, P2 este puterea activă furnizată sarcinii, n este gradul relativ de sarcină.

Eficiență sau nu eficiență?

Este de remarcat faptul că, pe lângă eficiență, există o serie de indicatori care caracterizează eficiența proceselor energetice și, uneori, putem întâlni descrieri precum - eficiență de ordinul a 130%, însă în acest caz trebuie să înțelegem că termenul nu este folosit în întregime corect și, cel mai probabil, autorul sau producătorul înțelege că această abreviere înseamnă o caracteristică ușor diferită.

De exemplu, pompele de căldură se remarcă prin faptul că pot elibera mai multă căldură decât consumă. Astfel, o mașină de refrigerare poate elimina mai multă căldură de la obiectul care este răcit decât a fost cheltuită în energie echivalentă pentru a organiza îndepărtarea. Indicatorul de eficiență al unei mașini frigorifice se numește coeficient de refrigerare, notat cu litera Ɛ și determinat prin formula: Ɛ=Qx/A, unde Qx este căldura îndepărtată de la capătul rece, A este munca cheltuită în procesul de îndepărtare. . Cu toate acestea, uneori coeficientul de refrigerare este numit și eficiența mașinii de refrigerare.

De asemenea, este interesant faptul că eficiența cazanelor care funcționează cu combustibil organic este de obicei calculată pe baza puterii calorice mai mici și poate fi mai mare decât unitatea. Cu toate acestea, este încă numită în mod tradițional eficiență. Este posibil să se determine eficiența unui cazan prin puterea calorică mai mare, iar apoi va fi întotdeauna mai mică de unu, dar în acest caz va fi incomod să compari performanța cazanelor cu datele din alte instalații.

Slide 1

Instituție de învățământ autonomă municipală „Școala secundară nr. 1”, Malaya Vishera, regiunea Novgorod Algoritm pentru rezolvarea problemelor pentru determinarea eficienței. ciclu termic în conformitate cu graficul dependenței presiunii de volum Întocmit de Lukyanets Nadezhda Nikolaevna profesor de fizică de cea mai înaltă categorie de calificare 2011

Slide 2

Sarcina este de a determina eficiența dintr-un grafic al presiunii în funcție de volum. Calculați eficiența unui motor termic folosind un gaz ideal monoatomic ca fluid de lucru și funcționând conform ciclului prezentat în figură. Apariția de noi desene și înregistrări are loc numai după un clic de mouse.

Slide 3

Sarcina este de a determina eficiența dintr-un grafic al presiunii în funcție de volum. Calculați eficiența unui motor termic folosind un gaz ideal monoatomic ca fluid de lucru și funcționând conform ciclului prezentat în figură.

Slide 4

Sfat nr. 1 Prin urmare, este necesar să se determine în fiecare proces prin modificarea temperaturii cantitatea de căldură primită sau degajată. Cantitatea de căldură este calculată pe baza primei legi a termodinamicii.

Slide 5

Sfat nr. 2 Munca efectuată în orice proces este numeric egală cu aria figurii incluse sub grafic în coordonatele P(V). Aria figurii umbrite este egală cu lucrul din procesul 2-3, iar aria figurii umbrite este egală cu lucrul din procesul 4-1, iar acest lucru al gazului este negativ , deoarece de la 4 la 1 volumul scade. Munca pe ciclu este egală cu suma acestor lucrări. Prin urmare, munca efectuată de gaz pe ciclu este numeric egală cu aria acestui ciclu.

Slide 6

Algoritm pentru rezolvarea problemei. 1. Notați formula eficienței. 2. Determinați activitatea gazului pe baza ariei figurii procesului în coordonatele P, V. 3. Analizați în care dintre procese cantitatea de căldură este absorbită și nu eliberată. 4. Folosind prima lege a termodinamicii, calculați cantitatea de căldură primită. 5. Calculați eficiența.

Slide 7

1. Notați formula eficienței. 2. Determinați activitatea gazului pe baza ariei figurii procesului în coordonatele P, V. Soluţie

Slide 8

1. Procesul1–2. V = const, P T Q este absorbit 2. Procesul 2 – 3. P = const, V , T Q este absorbit 3. Procesul 3 – 4. V = const, P , T Q este eliberat 4. Procesul 4 – 1. P = const, V , T Q eliberat 3. Analizați în care dintre procese cantitatea de căldură este absorbită și nu eliberată.

Slide 9

Pentru procesul 1-2 4. Folosind prima lege a termodinamicii, calculați cantitatea de căldură primită. prin urmare, Pentru un proces izocor, scădeți cel de sus din ecuația inferioară

« Fizica - clasa a X-a"

Pentru a rezolva probleme, trebuie să folosiți expresii cunoscute pentru determinarea eficienței motoarelor termice și să rețineți că expresia (13.17) este valabilă numai pentru un motor termic ideal.

Sarcina 1.

În cazanul unui motor cu abur temperatura este de 160 °C, iar temperatura frigiderului este de 10 °C.
Care este munca maximă pe care o poate efectua teoretic o mașină dacă într-un cuptor cu o eficiență de 60% este ars cărbune cu o greutate de 200 kg și o căldură specifică de ardere de 2,9 10 7 J/kg?

Soluţie.

Lucrul maxim poate fi realizat de un motor termic ideal care funcționează conform ciclului Carnot, a cărui eficiență este η = (T 1 - T 2)/T 1, unde T 1 și T 2 sunt temperaturile absolute ale încălzitorului și frigider. Pentru orice motor termic, eficiența este determinată de formula η = A/Q 1, unde A este munca efectuată de motorul termic, Q 1 este cantitatea de căldură primită de mașină de la încălzitor.
Din condițiile problemei este clar că Q 1 face parte din cantitatea de căldură degajată în timpul arderii combustibilului: Q 1 = η 1 mq.

Atunci unde A = η 1 mq(1 - T 2 /T 1) = 1,2 10 9 J.

Sarcina 2.

Un motor cu abur cu o putere de N = 14,7 kW consumă combustibil cu o greutate de m = 8,1 kg la 1 oră de funcționare, cu o căldură specifică de ardere q = 3,3 10 7 J/kg.
Temperatura cazanului 200 °C, frigider 58 °C.
Determinați eficiența acestei mașini și comparați-o cu eficiența unui motor termic ideal.

Soluţie.

Eficiența unui motor termic este egală cu raportul dintre munca mecanică finalizată A și cantitatea de căldură consumată Qlt eliberată în timpul arderii combustibilului.
Cantitatea de căldură Q 1 = mq.

Munca efectuată în același timp A = Nt.

Astfel, η = A/Q 1 = Nt/qm = 0,198, sau η ≈ 20%.

Pentru un motor termic ideal η < η ид.

Sarcina 3.

Un motor termic ideal cu randament η funcționează într-un ciclu invers (Fig. 13.15).

Care este cantitatea maximă de căldură care poate fi preluată de la frigider prin efectuarea lucrului mecanic A?

Deoarece mașina de refrigerare funcționează într-un ciclu invers, pentru ca căldura să se transfere de la un corp mai puțin încălzit la unul mai încălzit, este necesar ca forțele externe să facă o muncă pozitivă.
Schema schematică a unei mașini frigorifice: se ia o cantitate de căldură Q 2 din frigider, se lucrează prin forțe externe și o cantitate de căldură Q 1 este transferată în încălzitor.
Prin urmare, Q2 = Q1 (1 - η), Q1 = A/η.

În cele din urmă, Q 2 = (A/η)(1 - η).

Sursa: „Fizica - clasa a X-a”, 2014, manual Myakishev, Bukhovtsev, Sotsky

Fundamentele termodinamicii. Fenomene termice - Fizica, manual pentru clasa a 10-a - Fizica clasei