« Fizika - 10-sinf"

Termodinamik tizim nima va uning holatini qanday parametrlar xarakterlaydi.
Termodinamikaning birinchi va ikkinchi qonunlarini ayting.

Aynan issiqlik dvigatellari nazariyasining yaratilishi termodinamikaning ikkinchi qonunini shakllantirishga olib keldi.

Er qobig'i va okeanlardagi ichki energiya zahiralarini amalda cheksiz deb hisoblash mumkin. Ammo amaliy muammolarni hal qilish uchun energiya zaxiralariga ega bo'lish etarli emas. Shuningdek, energiyadan zavod va fabrikalarda dastgoh asboblarini, transport vositalarini, traktorlarni va boshqa mashinalarni harakatga keltirish, elektr tokini generatorlari rotorlarini aylantirish va boshqalar uchun energiyadan foydalanishni bilish kerak. Erdagi dvigatellarning aksariyati issiqlik dvigatellari.

Issiqlik dvigatellari- bu yoqilg'ining ichki energiyasini mexanik ishga aylantiruvchi qurilmalar.

Issiqlik dvigatellarining ishlash printsipi.

Dvigatelning ishlashi uchun dvigatel pistonining yoki turbinaning pichoqlarining har ikki tomonida bosim farqi bo'lishi kerak. Barcha issiqlik dvigatellarida bu bosim farqiga haroratni oshirish orqali erishiladi ishlaydigan suyuqlik(gaz) atrof-muhit haroratiga nisbatan yuzlab yoki minglab darajaga. Bu harorat oshishi yoqilg'i yoqilganda sodir bo'ladi.

Dvigatelning asosiy qismlaridan biri harakatlanuvchi pistonli gaz bilan to'ldirilgan idishdir. Barcha issiqlik dvigatellarining ishchi suyuqligi gaz bo'lib, u kengayish vaqtida ishlaydi. Ishchi suyuqlikning (gazning) boshlang'ich haroratini T 1 bilan belgilaymiz. Bug 'turbinalari yoki mashinalaridagi bu haroratga bug' qozonidagi bug' orqali erishiladi. Ichki yonish dvigatellari va gaz turbinalarida harorat ko'tarilishi dvigatelning o'zida yoqilg'ining yonishi natijasida yuzaga keladi. Harorat T 1 deyiladi isitgich harorati.

Sovutgichning roli.

Ish bajarilganda, gaz energiyani yo'qotadi va muqarrar ravishda ma'lum bir harorat T2 ga soviydi, bu odatda atrof-muhit haroratidan biroz yuqoriroqdir. Uni chaqirishadi muzlatgich harorati. Sovutgich - bu atmosfera yoki chiqindi bug'ni sovutish va kondensatsiyalash uchun maxsus qurilmalar - kondansatörler. Ikkinchi holda, muzlatgichning harorati atrof-muhit haroratidan bir oz pastroq bo'lishi mumkin.

Shunday qilib, dvigatelda kengayish vaqtida ishlaydigan suyuqlik ish bajarish uchun barcha ichki energiyasidan voz kecha olmaydi. Issiqlikning bir qismi muqarrar ravishda ichki yonuv dvigatellari va gaz turbinalaridan chiqindi bug 'yoki chiqindi gazlari bilan birga muzlatgichga (atmosferaga) o'tkaziladi.

Yoqilg'ining ichki energiyasining bu qismi yo'qoladi. Issiqlik dvigateli ishlaydigan suyuqlikning ichki energiyasi tufayli ishni bajaradi. Bundan tashqari, bu jarayonda issiqlik issiqroq jismlardan (isitgich) sovuqroqlarga (muzlatgich) o'tkaziladi. Issiqlik dvigatelining sxematik diagrammasi 13.13-rasmda keltirilgan.

Dvigatelning ishchi suyuqligi yoqilg'i yonishi paytida isitgichdan Q 1 issiqlik miqdorini oladi, A" ni bajaradi va issiqlik miqdorini muzlatgichga o'tkazadi. Q 2< Q 1 .

Dvigatelning uzluksiz ishlashi uchun ishchi suyuqlikni dastlabki holatiga qaytarish kerak, bunda ishchi suyuqlikning harorati T 1 ga teng. Bundan kelib chiqadiki, vosita vaqti-vaqti bilan takrorlanadigan yopiq jarayonlarga muvofiq yoki ular aytganidek, tsiklda ishlaydi.

Velosiped tizimning dastlabki holatiga qaytishi natijasida bir qator jarayonlardir.

Issiqlik dvigatelining ishlash koeffitsienti (samaradorligi).

Gazning ichki energiyasini issiqlik dvigatellari ishiga to'liq aylantirishning mumkin emasligi tabiatdagi jarayonlarning qaytarilmasligi bilan bog'liq. Agar issiqlik sovutgichdan isitgichga o'z-o'zidan qaytishi mumkin bo'lsa, u holda ichki energiya har qanday issiqlik dvigateli tomonidan to'liq foydali ishga aylantirilishi mumkin edi. Termodinamikaning ikkinchi qonuni quyidagicha ifodalanishi mumkin:

Termodinamikaning ikkinchi qonuni:
Issiqlikni butunlay mexanik ishga aylantiradigan ikkinchi turdagi doimiy harakat mashinasini yaratish mumkin emas.

Energiyaning saqlanish qonuniga ko'ra, dvigatel bajargan ish quyidagilarga teng:

A" = Q 1 - |Q 2 |, (13.15)

Bu erda Q 1 - isitgichdan olingan issiqlik miqdori, Q2 - muzlatgichga berilgan issiqlik miqdori.

Issiqlik dvigatelining ishlash koeffitsienti (samaradorligi) dvigatel tomonidan bajarilgan "A" ishining isitgichdan olingan issiqlik miqdoriga nisbati:

Barcha dvigatellar sovutgichga ma'lum miqdorda issiqlik o'tkazganligi sababli, ē< 1.

Issiqlik dvigatellarining maksimal samaradorlik qiymati.

Termodinamika qonunlari T1 haroratda isitkich va T2 haroratda sovutgich bilan ishlaydigan issiqlik dvigatelining maksimal mumkin bo'lgan samaradorligini hisoblash, shuningdek, uni oshirish yo'llarini aniqlash imkonini beradi.

Birinchi marta issiqlik dvigatelining mumkin bo'lgan maksimal samaradorligini frantsuz muhandisi va olimi Sadi Karno (1796-1832) o'zining "Olovning harakatlantiruvchi kuchi va bu kuchni rivojlantirishga qodir bo'lgan mashinalar haqida fikr" asarida hisoblab chiqdi (1824). ).

Karno ishlaydigan suyuqlik sifatida ideal gazga ega bo'lgan ideal issiqlik dvigatelini yaratdi. Ideal Karno issiqlik mashinasi ikkita izoterm va ikkita adiabatdan iborat siklda ishlaydi va bu jarayonlar teskari deb hisoblanadi (13.14-rasm). Birinchidan, gaz bo'lgan idish isitgich bilan aloqa qiladi, gaz T 1 haroratda ijobiy ish qilib, izotermik ravishda kengayadi va u Q 1 issiqlik miqdorini oladi.

Keyin idish termal izolyatsiyalanadi, gaz adiabatik ravishda kengayishda davom etadi, uning harorati T 2 muzlatgichining haroratiga tushadi. Shundan so'ng, gaz izotermik siqish paytida sovutgich bilan aloqa qiladi, u V 4 hajmgacha siqib, sovutgichga Q 2 issiqlik miqdorini beradi;< V 1 . Затем сосуд снова теплоизолируют, газ сжимается адиабатно до объёма V 1 и возвращается в первоначальное состояние. Для КПД этой машины было получено следующее выражение:

Formuladan (13.17) kelib chiqqan holda, Carnot mashinasining samaradorligi isitgich va muzlatgichning mutlaq haroratlari farqiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

Ushbu formulaning asosiy ahamiyati shundaki, u samaradorlikni oshirish yo'lini ko'rsatadi, buning uchun isitgichning haroratini oshirish yoki muzlatgichning haroratini pasaytirish kerak.

T1 haroratdagi isitgich va T2 haroratdagi sovutgich bilan ishlaydigan har qanday haqiqiy issiqlik dvigatelining samaradorligi ideal issiqlik dvigatelidan yuqori bo'lishi mumkin emas: Haqiqiy issiqlik dvigatelining aylanishini tashkil etuvchi jarayonlar qaytarilmaydi.

Formula (13.17) issiqlik dvigatellarining maksimal rentabellik qiymatining nazariy chegarasini beradi. Bu shuni ko'rsatadiki, issiqlik dvigateli samaraliroq bo'lsa, isitgich va muzlatgich o'rtasidagi harorat farqi qanchalik katta bo'lsa.

Mutlaq nolga teng bo'lgan muzlatgich haroratidagina ē = 1. Bundan tashqari, (13.17) formula yordamida hisoblangan samaradorlik ishchi moddaga bog'liq emasligi isbotlangan.

Ammo odatda atmosfera rolini o'ynaydigan muzlatgichning harorati deyarli atrofdagi havo haroratidan past bo'lishi mumkin emas. Isitgichning haroratini oshirishingiz mumkin. Biroq, har qanday material (qattiq tana) cheklangan issiqlik qarshiligiga yoki issiqlikka chidamliligiga ega. Qizdirilganda, u asta-sekin elastik xususiyatlarini yo'qotadi va etarlicha yuqori haroratda eriydi.

Endi muhandislarning asosiy sa'y-harakatlari dvigatellarning ishqalanishini, to'liq yonmaslik natijasida yonilg'i yo'qotishlarini va boshqalarni kamaytirish orqali dvigatellarning samaradorligini oshirishga qaratilgan.

Bug 'turbinasi uchun dastlabki va oxirgi bug' harorati taxminan quyidagicha: T 1 - 800 K va T 2 - 300 K. Bu haroratlarda maksimal samaradorlik qiymati 62% ni tashkil qiladi (esda tutingki, samaradorlik odatda foiz sifatida o'lchanadi). . Har xil turdagi energiya yo'qotishlari tufayli haqiqiy samaradorlik qiymati taxminan 40% ni tashkil qiladi. Maksimal samaradorlik - taxminan 44% - dizel dvigatellari tomonidan erishiladi.

Atrof muhitni muhofaza qilish.

Zamonaviy dunyoni issiqlik dvigatellarisiz tasavvur qilish qiyin. Ular bizni farovon hayot bilan ta'minlovchilardir. Issiqlik dvigatellari transport vositalarini boshqaradi. Atom elektr stansiyalari mavjudligiga qaramay, elektr energiyasining 80% ga yaqini issiqlik dvigatellari yordamida ishlab chiqariladi.

Biroq, issiqlik dvigatellarining ishlashi paytida atrof-muhitning muqarrar ifloslanishi sodir bo'ladi. Bu qarama-qarshilik: bir tomondan, insoniyat har yili ko'proq va ko'proq energiya talab qiladi, uning asosiy qismi yoqilg'ining yonishi orqali olinadi, boshqa tomondan, yonish jarayonlari muqarrar ravishda atrof-muhitning ifloslanishi bilan birga keladi.

Yoqilg'i yoqilganda, atmosferadagi kislorod miqdori kamayadi. Bundan tashqari, yonish mahsulotlarining o'zi tirik organizmlar uchun zararli kimyoviy birikmalar hosil qiladi. Ifloslanish nafaqat erda, balki havoda ham sodir bo'ladi, chunki har qanday samolyot parvozi atmosferaga zararli aralashmalarning chiqishi bilan birga keladi.

Dvigatellarning oqibatlaridan biri karbonat angidridning hosil bo'lishi bo'lib, u Yer yuzasidan infraqizil nurlanishni o'zlashtiradi, bu esa atmosfera haroratining oshishiga olib keladi. Bu issiqxona effekti deb ataladi. O'lchovlar shuni ko'rsatadiki, atmosfera harorati yiliga 0,05 ° C ga ko'tariladi. Haroratning bunday uzluksiz ko'tarilishi muzning erishiga olib kelishi mumkin, bu esa, o'z navbatida, okeanlardagi suv sathining o'zgarishiga, ya'ni qit'alarni suv bosishiga olib keladi.

Issiqlik dvigatellaridan foydalanishda yana bir salbiy jihatga e'tibor qaratamiz. Shunday qilib, ba'zida dvigatellarni sovutish uchun daryolar va ko'llar suvi ishlatiladi. Keyin isitiladigan suv yana qaytariladi. Suv havzalarida haroratning oshishi tabiiy muvozanatni buzadi, bu hodisa termal ifloslanish deb ataladi;

Atrof-muhitni muhofaza qilish uchun zararli moddalarning atmosferaga tarqalishini oldini olish uchun turli xil tozalash filtrlari keng qo'llaniladi va dvigatel konstruktsiyalari takomillashtirilmoqda. Yonish jarayonida kamroq zararli moddalar ishlab chiqaradigan yoqilg'ining doimiy takomillashuvi, shuningdek, uning yonish texnologiyasi mavjud. Shamol, quyosh radiatsiyasi va yadro energiyasidan foydalanadigan muqobil energiya manbalari faol rivojlanmoqda. Elektr va quyosh energiyasi bilan ishlaydigan avtomobillar allaqachon ishlab chiqarilmoqda.

Misol. Dvigatelning o'rtacha quvvati 882 N. 100 km yo'l uchun u 7 kg benzin sarflaydi. Uning dvigatelining samaradorligini aniqlang. Avval foydali ish toping. F kuch va uning ta'siri ostidagi jism bosib o'tgan S masofasi An=F∙S ko'paytmasiga teng. 7 kg benzin yonganda ajralib chiqadigan issiqlik miqdorini aniqlang, bu sarflangan ish bo'ladi Az = Q = q∙m, bu erda q - o'ziga xos yoqilg'i, benzin uchun u 42∙10^6 J/ ga teng. kg, va m - bu yoqilg'ining massasi. Dvigatel unumdorligi unumdorlikka teng bo'ladi=(F∙S)/(q∙m)∙100%= (882∙100000)/(42∙10^6∙7)∙100%=30%.

Umuman olganda, ish gaz bilan bajariladigan har qanday issiqlik dvigatelining (ichki yonuv dvigateli, bug 'dvigateli va boshqalar) samaradorligini topish uchun koeffitsient mavjud. foydali harakatlar Isitgich Q1 tomonidan chiqarilgan va Q2 sovutgich tomonidan qabul qilingan issiqlik farqiga teng, isitgich va muzlatgichning issiqligi o'rtasidagi farqni toping va isitgichning samaradorligini issiqligiga bo'ling = (Q1-Q2) / Q1. Bu erda samaradorlik 0 dan 1 gacha bo'lgan submultiple birliklarida, uni 100 ga ko'paytiring;

Ideal issiqlik dvigatelining (Karno mashinasi) samaradorligini olish uchun T1 isitkich va muzlatgich T2 o'rtasidagi harorat farqining isitish moslamasining temperatura samaradorligiga nisbatini toping = (T1-T2)/T1. Bu isitish moslamasi va sovutgichning berilgan haroratlari bilan ma'lum turdagi issiqlik dvigatellari uchun mumkin bo'lgan maksimal samaradorlikdir.

Umumiyni aniqlang. Bunday ma'lumotni aholini ro'yxatga olish ma'lumotlariga murojaat qilish orqali olish mumkin. Umumiy tug'ilish, o'lim, nikoh va ajralish ko'rsatkichlarini aniqlash uchun siz umumiy aholining mahsulotini va hisoblash davrini topishingiz kerak bo'ladi. Olingan sonni maxrajga yozing.

Numeratorga kerakli qarindoshga mos keladigan indikatorni qo'ying. Misol uchun, agar siz tug'ilishning umumiy darajasini aniqlashga duch kelsangiz, u holda hisoblagich o'rniga sizni qiziqtirgan davr uchun tug'ilishning umumiy sonini aks ettiruvchi raqam bo'lishi kerak. Agar sizning maqsadingiz o'lim darajasi yoki nikoh ko'rsatkichi bo'lsa, u holda hisoblagich o'rniga hisob-kitob davridagi o'limlar sonini yoki mos ravishda nikohlar sonini qo'ying.

Olingan sonni 1000 ga ko'paytiring. Bu siz izlayotgan umumiy koeffitsient bo'ladi. Agar siz umumiy o'sish sur'atini topish vazifasiga duch kelsangiz, tug'ilish ko'rsatkichidan o'lim darajasini olib tashlang.

Mavzu bo'yicha video

Manbalar:

• Umumiy hayotiy ko'rsatkichlar

"Mehnat" so'zi, birinchi navbatda, insonni yashash vositalari bilan ta'minlaydigan faoliyatni anglatadi. Boshqacha aytganda, u buning uchun moddiy mukofot oladi. Shunga qaramay, odamlar bo'sh vaqtlarida bepul yoki sof ramziy to'lov evaziga muhtojlarga yordam berish, hovli va ko'chalarni obodonlashtirish, obodonlashtirish va hokazolarga qaratilgan ijtimoiy foydali ishlarda qatnashishga tayyor. Bunday ko'ngillilar soni, albatta, yanada ko'proq bo'lardi, lekin ular ko'pincha ularning xizmatlariga qayerda kerak bo'lishi mumkinligini bilishmaydi.

Namlik koeffitsienti - bu ma'lum bir mintaqadagi iqlim namligi darajasini baholash uchun meteorologlar tomonidan ishlab chiqilgan maxsus ko'rsatkich. Iqlim ma'lum bir hududdagi ob-havo sharoitining uzoq muddatli xarakteristikasi ekanligi hisobga olindi. Shu sababli, uzoq vaqt davomida namlanish koeffitsientini ham ko'rib chiqishga qaror qilindi: qoida tariqasida, bu koeffitsient yil davomida to'plangan ma'lumotlar asosida hisoblanadi.

Shunday qilib, namlanish koeffitsienti ushbu davrda ushbu mintaqada qancha yog'ingarchilik tushishini ko'rsatadi. Bu, o'z navbatida, ushbu hududdagi o'simliklarning ustun turini belgilovchi asosiy omillardan biridir.

Namlik koeffitsientini hisoblash

Namlash koeffitsientini hisoblash formulasi quyidagicha: K = R / E. Bu formulada K belgisi haqiqiy namlanish koeffitsientini, R belgisi esa yil davomida ma'lum bir hududga tushgan yog'ingarchilik miqdorini bildiradi, ifodalangan. millimetrda. Nihoyat, E belgisi bir xil vaqt oralig'ida er yuzasidan yog'ingarchilik miqdorini bildiradi.

Ko'rsatilgan yog'ingarchilik miqdori, shuningdek, millimetrda ham ifodalanadi, ma'lum bir vaqt oralig'ida ma'lum bir mintaqadagi haroratga va boshqa omillarga bog'liq. Shuning uchun, berilgan formulaning ko'rinib turgan soddaligiga qaramay, namlanish koeffitsientini hisoblash nozik asboblar yordamida juda ko'p miqdordagi dastlabki o'lchovlarni talab qiladi va faqat etarlicha katta meteorologlar jamoasi tomonidan amalga oshirilishi mumkin.

O'z navbatida, ma'lum bir hududdagi namlik koeffitsientining qiymati, bu barcha ko'rsatkichlarni hisobga olgan holda, qoida tariqasida, ushbu mintaqada qaysi turdagi o'simliklar ustunligini yuqori darajadagi ishonchlilik bilan aniqlash imkonini beradi. Shunday qilib, agar namlik koeffitsienti 1 dan oshsa, bu ma'lum hududdagi namlikning yuqori darajasini ko'rsatadi, bu tayga, tundra yoki o'rmon-tundra kabi o'simliklarning ustunligini keltirib chiqaradi.

Namlikning etarli darajasi 1 ga teng namlik koeffitsientiga to'g'ri keladi va qoida tariqasida aralash yoki ustunlik bilan tavsiflanadi. 0,6 dan 1 gacha bo'lgan namlik koeffitsienti o'rmon-dasht hududlari uchun, 0,3 dan 0,6 gacha - dashtlar uchun, 0,1 dan 0,3 gacha - yarim cho'l hududlari uchun va 0 dan 0,1 gacha - cho'llar uchun xosdir.

Manbalar:

• Namlash, namlanish koeffitsientlari

Ma'lumki, abadiy harakat mashinasi mumkin emas. Buning sababi shundaki, har qanday mexanizm uchun quyidagi gap to'g'ri bo'ladi: bu mexanizm yordamida bajarilgan umumiy ish (shu jumladan mexanizm va atrof-muhitni isitish, ishqalanish kuchini engish) foydali ishdan hamisha kattaroqdir.

Masalan, ichki yonuv dvigatelining ishining yarmidan ko'pi dvigatel qismlarini isitish uchun sarflanadi; issiqlikning bir qismi chiqindi gazlar tomonidan olib tashlanadi.

Ko'pincha mexanizmning samaradorligini va undan foydalanishning maqsadga muvofiqligini baholash kerak. Shuning uchun bajarilgan ishning qaysi qismi behuda ketganini va qaysi qismi foydali ekanligini hisoblash uchun mexanizmning samaradorligini ko'rsatadigan maxsus jismoniy miqdor kiritiladi.

Bu qiymat mexanizmning samaradorligi deb ataladi

Mexanizmning samaradorligi foydali ishning umumiy ishga nisbatiga tengdir. Shubhasiz, samaradorlik har doim birdan kam. Bu qiymat ko'pincha foiz sifatida ifodalanadi. Odatda u yunoncha ē harfi bilan belgilanadi (“buni” o'qing). Samaradorlik koeffitsienti samaradorlik deb qisqartiriladi.

ē = (A_full /A_foydali) * 100%,

bu yerda ē samaradorlik, A_to'liq umumiy ish, A_foydali foydali ish.

Dvigatellar orasida elektr motori eng yuqori samaradorlikka ega (98% gacha). Ichki yonuv dvigatellarining samaradorligi 20% - 40%, bug 'turbinasi esa taxminan 30% ni tashkil qiladi.

Buning uchun e'tibor bering mexanizm samaradorligini oshirish tez-tez ishqalanish kuchini kamaytirishga harakat qiling. Buni turli xil moylash materiallari yoki rulmanlar yordamida amalga oshirish mumkin, bunda toymasin ishqalanish dumalab ishqalanish bilan almashtiriladi.

Samaradorlikni hisoblash misollari

Keling, bir misolni ko'rib chiqaylik. Og'irligi 55 kg bo'lgan velosipedchi 5 kg og'irlikdagi velosipedda 10 m balandlikdagi tepalikka chiqdi, 8 kJ ish qildi. Velosipedning samaradorligini toping. Yo'lda g'ildiraklarning dumalab ishqalanishini hisobga olmang.

Yechim. Velosiped va velosipedchining umumiy massasini topamiz:

m = 55 kg + 5 kg = 60 kg

Keling, ularning umumiy og'irligini topamiz:

P = mg = 60 kg * 10 N / kg = 600 N

Velosiped va velosipedchini ko'tarish uchun bajarilgan ishni topamiz:

Foydali = PS = 600 N * 10 m = 6 kJ

Velosipedning samaradorligini topamiz:

A_to'liq / A_foydali * 100% = 6 kJ / 8 kJ * 100% = 75%

Javob: Velosipedning samaradorligi 75% ni tashkil qiladi.

Keling, yana bir misolni ko'rib chiqaylik. Tutqich qo'lining uchiga massasi m bo'lgan tana osilgan. Boshqa qo'lga F pastga qaratilgan kuch qo'llaniladi va uning uchi h ga tushiriladi. Tutqichning samaradorligi ē% bo'lsa, tana qancha ko'tarilganini toping.

Yechim. F kuchi bilan bajarilgan ishni topamiz:

Bu ishning ē% massasi m bo'lgan jismni ko'tarish uchun bajariladi. Shunday qilib, Fhķ / 100 tanani ko'tarish uchun sarflandi, chunki tananing og'irligi mg ga teng, tana Fhķ / 100 / mg balandlikka ko'tarildi.

Fizika - tabiatda sodir bo'ladigan jarayonlarni o'rganadigan fan. Bu fan juda qiziqarli va qiziq, chunki har birimiz dunyomizda qanday va nima ishlashini bilish va tushunish orqali o'zimizni aqliy jihatdan qondirishni xohlaymiz. Qonunlari asrlar davomida va o'nlab olimlar tomonidan aniqlangan fizika bu vazifani bajarishda bizga yordam beradi va biz faqat quvonishimiz va berilgan bilimlarni o'zlashtirishimiz kerak.

Ammo shu bilan birga, fizika oddiy fandan uzoqdir, masalan, tabiatning o'zi, lekin uni tushunish juda qiziq bo'lar edi. Bugun biz samaradorlik haqida gaplashamiz. Biz samaradorlik nima ekanligini va nima uchun kerakligini bilib olamiz. Keling, hamma narsani aniq va qiziqarli ko'rib chiqaylik.

Qisqartirishni tushuntirish - samaradorlik. Biroq, hatto bu talqin ham birinchi marta aniq bo'lmasligi mumkin. Bu koeffitsient tizim yoki har qanday alohida organning, ko'pincha mexanizmning samaradorligini tavsiflaydi. Samaradorlik energiyani chiqarish yoki aylantirish bilan tavsiflanadi.

Bu koeffitsient bizni o'rab turgan deyarli hamma narsaga, hatto o'zimizga va ko'proq darajada qo'llaniladi. Axir biz har doim foydali ish qilamiz, lekin qanchalik tez-tez va qanchalik muhimligi boshqa savol va u bilan "samaradorlik" atamasi ishlatiladi.

Buni hisobga olish muhim bu koeffitsient cheksiz qiymatdir, u odatda yoki matematik qiymatlarni ifodalaydi, masalan, 0 va 1 yoki, odatda, foiz sifatida.

Fizikada bu koeffitsient Ƞ harfi yoki, odatda, Eta bilan belgilanadi.

Foydali ish

Har qanday mexanizm yoki qurilmalardan foydalanganda, biz majburiy ravishda ishni bajaramiz. Qoida tariqasida, u har doim vazifani bajarishimiz kerak bo'lgan narsadan kattaroqdir. Ushbu faktlarga asoslanib, ishning ikki turi ajratiladi: katta harf bilan belgilanadigan sarflangan, kichik z (Az) bilan A va foydali - p (An) harfi bilan A. Misol uchun, bu holatni olaylik: oldimizda ma'lum bir massaga ega bo'lgan toshni ma'lum balandlikka ko'tarish vazifasi turibdi. Bunday holda, ish faqat tortishish kuchini engib o'tishni tavsiflaydi, bu esa o'z navbatida yukga ta'sir qiladi.

Ko'tarish uchun toshning og'irligidan tashqari har qanday qurilma ishlatilsa, buni hisobga olish ham muhimdir. ushbu qurilma qismlarining tortishish kuchi. Va bularning barchasidan tashqari, biz kuch bilan g'alaba qozongan bo'lsak-da, yo'lda doimo yutqazib qo'yishimizni unutmaslik kerak. Bu faktlarning barchasi bitta xulosaga olib keladiki, sarflangan ish har qanday holatda ham foydaliroq bo'ladi, Az > An, savol bu qanchalik ko'p, chunki siz bu farqni iloji boricha kamaytirishingiz va shu bilan samaradorlikni oshirishingiz mumkin, bizniki yoki bizning qurilmamiz.

Foydali ish - bu mexanizm yordamida bajariladigan sarflangan ishlarning bir qismi. Va samaradorlik - bu foydali ishning qaysi qismi sarflangan umumiy mehnatdan ekanligini ko'rsatadigan aniq jismoniy miqdor.

Natija:

• Sarflangan ish Az har doim foydali ish Ap dan kattaroqdir.
• Foydali va sarflangan nisbat qanchalik katta bo'lsa, koeffitsient shunchalik yuqori bo'ladi va aksincha.
• Ap massani tortishish tezlashishiga va ko'tarilish balandligiga ko'paytirish yo'li bilan topiladi.

Samaradorlikni topish uchun ma'lum bir formula mavjud. Bu shunday bo'ladi: fizikada samaradorlikni topish uchun energiya miqdorini tizim tomonidan bajarilgan ishlarga bo'lish kerak. Ya'ni, samaradorlik - sarflangan energiyaning bajarilgan ishlarga nisbati. Bundan oddiy xulosa chiqarishimiz mumkinki, tizim yoki tana qanchalik yaxshi va samarali bo'lsa, ishni bajarishga shunchalik kam energiya sarflanadi.

Formulaning o'zi qisqa va juda oddiy ko'rinadi: u A/Q ga teng bo'ladi. Ya'ni, Ƞ = A/Q. Ushbu qisqacha formula biz hisoblash uchun zarur bo'lgan elementlarni qamrab oladi. Ya'ni, bu holda A - ish paytida tizim tomonidan iste'mol qilinadigan ishlatilgan energiya va Q bosh harfi, o'z navbatida, sarflangan A yoki yana sarflangan energiya bo'ladi.

Ideal holda, samaradorlik birlikka teng. Ammo, odatdagidek, u undan kichikroq. Bu fizika va, albatta, energiya saqlanish qonuni tufayli sodir bo'ladi.

Gap shundaki, energiyaning saqlanish qonuni olingan energiyadan ko'ra ko'proq A ni olish mumkin emasligini ko'rsatadi. Va hatto bu koeffitsient juda kamdan-kam hollarda bittaga teng bo'ladi, chunki energiya doimo isrof qilinadi. Va ish yo'qotishlar bilan birga keladi: masalan, dvigatelda yo'qotish uning haddan tashqari qizishida yotadi.

Shunday qilib, samaradorlik formulasi:

Ƞ=A/Q, Qayerda

• A - tizim bajaradigan foydali ish.
• Q - tizim tomonidan iste'mol qilinadigan energiya.

Fizikaning turli sohalarida qo'llanilishi

Shunisi e'tiborga loyiqki, samaradorlik neytral tushuncha sifatida mavjud emas, har bir jarayon o'z samaradorligiga ega, u ishqalanish kuchi emas, u o'z-o'zidan mavjud bo'lolmaydi.

Keling, samaradorlikka ega jarayonlarning bir nechta misollarini ko'rib chiqaylik.

Masalan, elektr motorini olaylik. Elektr dvigatelining vazifasi elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirishdir. Bunday holda, koeffitsient elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirish nuqtai nazaridan dvigatelning samaradorligi bo'ladi. Bu holat uchun formula ham mavjud va u quyidagicha ko'rinadi: Ƞ=P2/P1. Bu erda P1 umumiy versiyadagi quvvat, P2 esa dvigatelning o'zi ishlab chiqaradigan foydali quvvatdir.

Koeffitsient formulasining tuzilishi har doim saqlanib qolganligini taxmin qilish qiyin emas, faqat unda almashtirilishi kerak bo'lgan ma'lumotlar o'zgaradi. Ular ma'lum bir holatga bog'liq bo'lib, agar u dvigatel bo'lsa, yuqoridagi holatda bo'lgani kabi, unda sarflangan quvvat bilan ishlash kerak, agar u ish bo'lsa, unda dastlabki formula boshqacha bo'ladi.

Endi biz samaradorlikning ta'rifini bilamiz va bizda bu jismoniy tushuncha haqida, shuningdek, uning alohida elementlari va nuanslari haqida fikr bor. Fizika eng yirik fanlardan biridir, lekin uni tushunish uchun uni kichik qismlarga ajratish mumkin. Bugun biz ushbu qismlardan birini ko'rib chiqdik.

Video

Ushbu video sizga samaradorlik nima ekanligini tushunishga yordam beradi.

Savolingizga javob olmadingizmi? Mualliflarga mavzu taklif qiling.

Avtomobildagi turli mexanizmlarning ko'plab xususiyatlari orasida hal qiluvchi ahamiyatga ega Ichki yonuv dvigatelining samaradorligi. Ushbu kontseptsiyaning mohiyatini bilish uchun siz klassik ichki yonish dvigatelining nima ekanligini aniq bilishingiz kerak.

Ichki yonish dvigatelining samaradorligi - bu nima?

Avvalo, vosita yoqilg'ining yonishi natijasida hosil bo'lgan issiqlik energiyasini ma'lum miqdordagi mexanik ishlarga aylantiradi. Bug 'motorlaridan farqli o'laroq, bu dvigatellar engilroq va ixchamroqdir. Ular ancha tejamkor va qat'iy belgilangan suyuq va gazsimon yoqilg'ilarni iste'mol qiladilar. Shunday qilib, zamonaviy dvigatellarning samaradorligi ularning texnik xususiyatlari va boshqa ko'rsatkichlari asosida hisoblanadi.

Samaradorlik (ish koeffitsienti) - dvigatel miliga uzatiladigan haqiqiy quvvatning gazlar ta'siridan piston tomonidan qabul qilingan quvvatga nisbati. Agar biz turli xil quvvatdagi dvigatellarning samaradorligini taqqoslasak, ularning har biri uchun bu qiymat o'ziga xos xususiyatlarga ega ekanligini aniqlashimiz mumkin.

Ikkala dvigatel ham dizayndagi o'xshashlikka qaramay, turli xil aralashmalarning shakllanishiga ega. Shuning uchun karbüratörlü dvigatelning pistonlari yuqori haroratlarda ishlaydi, bu esa yuqori sifatli sovutishni talab qiladi. Shu sababli, mexanik energiyaga aylantirilishi mumkin bo'lgan issiqlik energiyasi hech qanday foyda keltirmasdan tarqalib, umumiy samaradorlik qiymatini pasaytiradi.

Biroq, benzinli dvigatelning samaradorligini oshirish uchun ma'lum choralar ko'riladi. Misol uchun, bitta tsilindrda bitta kirish va bitta egzoz klapaniga ega bo'lishdan ko'ra, ikkita kirish va bitta egzoz klapanlari bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, ba'zi dvigatellarda har bir sham uchun alohida ateşleme bobini o'rnatilgan. Gaz kelebeği valfi ko'p hollarda oddiy simi emas, balki elektr haydovchi yordamida boshqariladi.

Dizel dvigatelining samaradorligi - sezilarli samaradorlik

Dizel ichki yonish dvigatelining bir turi bo'lib, unda siqilish natijasida ishchi aralashma yonadi. Shuning uchun silindrdagi havo bosimi benzinli dvigatelga qaraganda ancha yuqori. Dizel dvigatelning samaradorligini boshqa dizaynlarning samaradorligi bilan taqqoslab, biz uning eng yuqori samaradorligini qayd etishimiz mumkin.

Past tezlikda va katta joy almashishda samaradorlik ko'rsatkichi 50% dan oshishi mumkin.

Siz dizel yoqilg'isining nisbatan past iste'moliga va chiqindi gazlardagi zararli moddalarning kam miqdoriga e'tibor berishingiz kerak. Shunday qilib, ichki yonish dvigatelining samaradorlik qiymati butunlay uning turiga va dizayniga bog'liq. Ko'pgina avtoulovlarda past samaradorlik umumiy ish faoliyatini yaxshilash uchun turli xil yaxshilanishlar bilan qoplanadi.