A hatékonyság a hasznos mennyiség leírására szolgálKimenetegy folyamat vagy gép előállíthatja abemenetszükséges ahhoz, hogy menjen. Más szavakkal, összehasonlítja, hogy mennyi energiát használnak fel a munkára, és mennyit veszítenek vagy pazarlanak el a környezetre. Minél hatékonyabb a gép, annál kevesebb energiát pazarolnak el.
Például, ha egy hőmotor képes a kapott üzemanyag 75% -át mozgásba kapcsolni, míg a folyamat során 25% -ot veszít el hő, akkor 75% -kal hatékonyabb lenne. Az üzemanyag eredeti 100 százalékának 75 százaléka hasznos munka volt.
Hőmotorok
A fizikában a kifejezéshőmotoroktöbb típusú gépre vagy folyamatra utalhat. Formálisan a hőmotor minden olyan termodinamikai rendszer, amely a hőenergiát mechanikai energiává vagy mozgássá alakítja.
A hőmotor alapvető receptje a következőket tartalmazza:
- Hőfürdő, vagy valamilyen típusú magas hőmérsékletű hőforrás
- Alacsony hőmérsékletű hideg tartály, amelybe a hőt engedik
- Maga a motor, amely abszorbeálja a hőt a forró tartályból annak érdekében, hogy valamilyen rendszerbővítést hozzon létre, amely működik a környezet (például egy motor forgatása), majd hőenergiát bocsát ki a hidegtartályba, amint visszatér a kezdeti értékéhez állapot.
Például egy autóban az égő üzemanyag a hőforrás, az autó körüli környezet pedig a hideg tartály és az égés motor az a munka, amely a hőt kipufogóvá alakítja, miközben mozgatja a dugattyúkat és forgatja a főtengelyt, így az autó hajtás.
Hőmotor energiahatékonysága
A hőmotor hatékonysága a rendszer hasznos munkájának aránya (más néven a rendszer hasznos energiája vagy kimeneti energiája) a rendszerhez adott hőenergián (a bemeneten keresztül) energia).
Ez annak mércéje, hogy a hőmotor mennyire képes a hőenergiát mechanikai munkává alakítani.
Matematikailag:
HolWvégzett munka,Qhő hozzáadódik, és mindkettőt az SI energiaegységben adják meg: joule.
Mivel a hatékonyság egy arány, mindig százalékban vagy 0 (nincs hatásfok) és 1 (teljes hatékonyság - az összes bemenő energia hasznos kimenetre átszámítva) értékben van kifejezve. A hatékonyság soha nem lehet nagyobb, mint 1, vagy 100 százalék, mert ez megsértené az energia megmaradásának törvényét, ha a kibocsátott energia mennyisége meghaladná a leadott energiát! Ez azt jelentené, hogy az energia a semmiből jött létre, lehetetlenség ebben az univerzumban.
Carnot hatékonyság
A Carnot-ciklus a lehető legnagyobb hatékonyságú termodinamikai ciklus. Mivel a természetben egyetlen folyamat sem tökéletesen visszafordítható - a termodinamika második törvényének köszönhetően hőmennyiségként mindig elvész egy energia -, egy Carnot-ciklus leír egyideálhőerőgép. Más szavakkal, valójában senki sem tudta megépíteni.
A Carnot-ciklus értéke abban áll, hogy meghatározzák a tényleges motor hatékonyságának felső határait. Kifejezéssel fejezik kiThésTc, a meleg- és a hidegenergia-tartályok hőmérséklete, mind a Kelvins SI-egységében.
Tippek
\ textnormal {Carnot hatékonyság} = \ frac {T_h - T_c} {T_h}
Kifejezéssel is kifejezhetőQhésQc, a hozzáadott hő és a leadott hő, egyaránt joule-ban.