Як знайти коефіцієнт корисної дії.

Коэффициентполезногодействия показує відношення корисної роботи, яка виконується механізмом або пристроєм, до витраченої. Часто за витрачену роботу приймають кількість енергії, яку споживає пристрій для того, щоб виконати роботу.
Вам знадобиться
  • - автомобіль;
  • - термометр;
  • - калькулятор.
Інструкція
1
Для того щоб розрахувати коефіцієнт корисного дії (ККД) поділіть корисну роботу Ап на роботу витрачену Аз, а результат помножте на 100% (ККД = Ап/Аз? 100% ). Результат отримаєте в процентах.
2
При розрахунку ККД теплового двигуна, корисною роботою вважайте механічну роботу, виконану механізмом. За витрачену роботу беріть кількість теплоти, що виділяється згорілим паливом, яке є джерелом енергії для двигуна.
3
Приклад. Середня сила тяги двигуна автомобіля складає 882 Н. На 100 км шляху він споживає 7 кг бензину. Визначте ККД його двигуна. Спочатку знайдіть корисну роботу. Вона дорівнює добутку сили F на відстань S, яку долає тілом під її впливом Ап = F? S. Визначте кількість теплоти, що виділиться при спалюванні 7 кг бензину, це і буде витрачена робота Аз = Q = q? M, де q - питома теплота згоряння палива, для бензину вона дорівнює 42? 10 ^ 6 Дж/кг, а m - маса цього палива. ККД двигуна буде дорівнює ККД = (F? S)/(q? M)? 100% = (882? 100 000)/(42? 10 ^ 6? 7)? 100% = 30%.
4
У загальному випадку щоб знайти ККД, будь теплової машини (двигуна внутрішнього згоряння, парового двигуна, турбіни і т.д.), де робота виконується газом, має коефіцієнт корисного дії рівний різниці теплоти відданої нагрівачем Q1 і отриманої холодильником Q2, знайдіть різницю теплоти нагрівача і холодильника, і поділіть на теплоту нагрівача ККД = (Q1-Q2)/Q1. Тут ККД вимірюється в часткових одиницях від 0 до 1, щоб перевести результат у відсотки, помножте його на 100.
5
Щоб отримати ККД ідеальної теплової машини (машини Карно), знайдіть відношення різниці температур нагрівача Т1 і холодильника Т2 до температури нагрівача ККД = (Т1-Т2)/Т1. Це гранично можливий ККД для конкретного типу теплової машини із заданими температурами нагрівача і холодильника.
6
Для електродвигуна знайдіть витрачену роботу як добуток потужності на час її виконання. Наприклад, якщо електродвигун крана потужністю 3,2 кВт піднімає вантаж масою 800 кг на висоту 3,6 м за 10 с, то його ККД дорівнює відношенню корисної роботи Ап = m? G? H, де m - маса вантажу, g? 10 м/с? прискорення вільного падіння, h - висота на яку підняли вантаж, і витраченої роботи Аз = Р? t, де Р - потужність двигуна, t - час його роботи. Отримайте формулу для визначення ККД = Ап/Аз? 100% = (m? G? H)/(Р? T)? 100% =% = (800? 10? 3,6)/(3200? 10)? 100% = 90%.
Відео по темі
 http://www.youtube.com/watch?v=nr3fjvigjic
Коефіцієнт корисної дії (ККД) - це показник ефективності будь-якої системи, будь то двигун автомобіля, машина чи інший механізм. Він показує, як ефективно дана система використовує одержувану енергію. Обчислити ККД дуже легко.
Інструкція
1
Найчастіше ККД обчислюється із співвідношення корисно використовуваної системою енергії до всієї сумарно отриманої енергії в певний проміжок часу. Варто відзначити, що ККД не має певних одиниць виміру. Однак, в шкільній програмі цю величину вимірюють у відсотках. Даний коефіцієнт, виходячи з вище зазначених даних, обчислюється за формулою :? = (A/Q) * 100%, де? ("Ця") - це шуканий ККД, A - корисна робота системи, Q - підсумовані витрати енергії, A і Q вимірюються в Джоулях.
2
Зазначений вище спосіб обчислення ККД не є єдиним, так як корисна робота системи (A) обчислюється за формулою: A = Po-Pi, де Po - підведена системі енергія ззовні, Pi - втрати енергії при роботі системи. Розгорнувши чисельник зазначеної вище формули, її можна записати в наступному вигляді :? = ((Po-Pi)/Po) * 100%.
3
Щоб обчислення ККД було більш зрозумілим і наочним, можна розглянути прімери.Прімер 1: Корисна робота системи дорівнює 75 Дж, сума витраченої для її роботи енергії становить 100 Дж, потрібно знайти ККД даної системи. Для вирішення цього завдання застосуєте найпершу формулу :? = 75/100 = 0.75 або 75% Відповідь: ККД запропонованої системи становить 75%.
4
Приклад 2: Подводимая для роботи двигуна енергія становить 100 Дж, втрати енергії при роботі цього двигуна 25 Дж, необхідно обчислити ККД. Для вирішення запропонованого завдання скористайтеся другий формулою підрахунку шуканого коефіцієнта :? = (100-25)/100 = 0.75 або 75%. Відповіді в обох прикладах вийшли однакові, адже в другому випадку були більш детально розібрані дані чисельника.
Зверніть увагу
Багато типів сучасних двигунів (наприклад, ракетний двигун або турбовоздушний) мають кілька ступенів своєї роботи, і для кожного ступеня існує свій ККД, який обчислюється за будь-який з зазначених формул. Але щоб знайти загальний коефіцієнт, буде потрібно перемножити всі відомі ККД на всіх етапах роботи даного двигуна :? =? 1 *? 2 *? 3 * ... * ?.
Корисна порада
ККД не може бути більше одиниці, адже під час роботи будь-якої системи неминуче виникають втрати енергії.