Efektivitāte ir veids, kā aprakstīt noderīgā daudzumuizejaprocess vai mašīna var radīt procentos noievadenepieciešami, lai tas izdotos. Citiem vārdiem sakot, tas salīdzina, cik daudz enerģijas tiek izmantots darba veikšanai, salīdzinot ar to, cik daudz tiek zaudēts vai izšķērdēts videi. Jo mašīna ir efektīvāka, jo mazāk tiek tērēta enerģija.
Piemēram, ja siltuma dzinējs spēj 75 procentus no saņemtās degvielas pārvērst kustībā, bet 25 procenti tiek zaudēti kā siltums, tas būtu par 75 procentiem efektīvs. No sākotnējiem 100 procentiem degvielas 75 procenti tika ražoti kā noderīgs darbs.
Siltuma dzinēji
Fizikā šis terminssiltuma dzinējivar atsaukties uz vairāku veidu mašīnām vai procesiem. Formāli siltuma dzinējs ir jebkura termodinamiska sistēma, kas siltuma enerģiju pārvērš mehāniskajā enerģijā vai kustībā.
Siltuma dzinēja pamatrecepte ietver:
- Siltuma vanna vai kāda veida augstas temperatūras siltuma avots
- Zemas temperatūras aukstuma rezervuārs, kurā tiek izvadīts siltums
- Pats motors, kas absorbē siltumu no karstā rezervuāra, lai izveidotu kaut kādu sistēmas paplašināšanas veidu, kas darbojas vidi (piemēram, motora pagriešana) un pēc tam, atgriežoties sākotnējā stāvoklī, izdalās siltuma enerģija aukstuma rezervuārā Valsts.
Piemēram, automašīnā degošā degviela ir siltuma avots, vide ap automašīnu ir aukstā tvertne un degšana motors ir darbs, kas siltumu pārveido par izplūdes gāzu, pārvietojot virzuļus un pagriežot kloķvārpstu, ļaujot automašīnai braukt.
Siltuma dzinēja energoefektivitāte
Siltuma dzinēja efektivitāte ir lietderīgā darba attiecība, ko veic sistēma (saukta arī par sistēmas lietderīgā enerģija vai izejas enerģija) pār sistēmai pievienoto siltumenerģiju (ievadi enerģija).
Tas ir mērījums tam, cik labi siltuma dzinējs pārvērš siltuma enerģiju mehāniskā darbā.
Matemātiski:
KurWvai darbs ir paveikts,Jir pievienots siltums, un abi ir norādīti SI enerģijas vienībās: džoulos.
Tā kā efektivitāte ir attiecība, to vienmēr izsaka procentos vai kā vērtību starp 0 (bez efektivitātes) un 1 (kopējā efektivitāte - visa ievadītā enerģija tiek pārveidota par lietderīgo izeju). Efektivitāte nekad nevar būt lielāka par 1 vai 100 procentiem, jo tas pārkāptu enerģijas saglabāšanas likumu, ja enerģijas daudzums būtu lielāks par ieguldīto enerģiju! Tas nozīmētu, ka enerģija tiek radīta no nekā, neiespējamība šajā Visumā.
Carnot efektivitāte
Karnota cikls ir maksimāli iespējamās efektivitātes termodinamiskais cikls. Tā kā neviens process dabā nav pilnīgi atgriezenisks - daļa enerģijas vienmēr tiek zaudēta kā siltums, pateicoties otrajam termodinamikas likumam - Karnot cikls aprakstaideālssiltuma dzinējs. Citiem vārdiem sakot, neviens to faktiski nevarēja uzcelt.
Karotna cikla vērtība ir, nosakot augšējās robežas, cik efektīvs varētu būt jebkurš faktiskais motors. Tas ir izteikts izteiksmēThunTc, attiecīgi karstās un aukstās enerģijas rezervuāru temperatūras gan Kelvina SI vienībā.
Padomi
\ textnormal {Karota efektivitāte} = \ frac {T_h - T_c} {T_h}
To var izteikt arī kāJhunJc, attiecīgi pievienotā siltums un atdalītais siltums džoulos.