Verimlilik, faydalı miktarı tanımlamanın bir yoludur.çıktıbir süreç veya makine, yüzde olarak üretebilir.girişgitmesi için gereklidir. Başka bir deyişle, iş yapmak için ne kadar enerji kullanıldığını ve çevreye ne kadarının kaybolduğunu veya boşa harcandığını karşılaştırır. Makine ne kadar verimli olursa, o kadar az enerji kaybı olur.
Örneğin, bir ısı motoru, aldığı yakıtın yüzde 75'ini harekete geçirebiliyorsa, yüzde 25'i bu süreçte ısı olarak kayboluyorsa, yüzde 75 verimli olacaktır. Yakıtın orijinal yüzde 100'ünün yüzde 75'i faydalı iş olarak çıktı.
Isı Motorları
Fizikte, terimısı motorlarıbirden fazla türde makineye veya işleme atıfta bulunabilir. Resmi olarak, bir ısı motoru, ısı enerjisini mekanik enerjiye veya harekete dönüştüren herhangi bir termodinamik sistemdir.
Bir ısı motoru için temel tarif aşağıdakileri içerir:
- Bir ısı banyosu veya bir tür yüksek sıcaklıklı ısı kaynağı
- Isının dışarı çıktığı düşük sıcaklıklı soğuk bir rezervuar
- Üzerinde çalışan bir tür sistem genişlemesi oluşturmak için sıcak rezervuardan ısıyı emen motorun kendisi (bir motoru döndürmek gibi) ve ardından ilk konumuna geri dönerken soğuk rezervuara ısı enerjisini serbest bırakır. durum.
Örneğin, bir arabada yanan yakıt ısı kaynağıdır, arabanın etrafındaki ortam soğuk depodur ve yanma olayıdır. motor, pistonları hareket ettirirken ve krank milini döndürürken ısıyı egzoza dönüştüren ve arabanın hareket etmesine izin veren iş nedir? sür.
Bir Isı Motorunun Enerji Verimliliği
Bir ısı motorunun verimliliği, sistem tarafından yapılan faydalı işin oranıdır (aynı zamanda faydalı enerji veya sistemin çıkış enerjisi) sisteme eklenen ısı enerjisi (girdi enerji).
Isı motorunun ısı enerjisini mekanik işe dönüştürmekte ne kadar iyi olduğunun bir ölçüsüdür.
Matematiksel olarak:
NeredeWiş yapılır mı,Sısı eklenir ve her ikisi de enerji için SI biriminde verilir: joule.
Verimlilik bir oran olduğundan, her zaman yüzde olarak veya 0 (verim yok) ile 1 (toplam verimlilik - tüm girdi enerjisinin faydalı çıktıya dönüştürülmesi) arasında bir değer olarak ifade edilir. Verimlilik hiçbir zaman 1'den veya yüzde 100'den fazla olamaz, çünkü enerji çıkışı miktarı verilen enerjiden daha fazla olsaydı, enerjinin korunumu yasasını çiğnerdi! Bu, enerjinin yoktan yaratıldığı anlamına gelir, bu evrende imkansız bir şeydir.
Karnot Verimliliği
Carnot çevrimi, mümkün olan maksimum verimliliğin termodinamik çevrimidir. Doğadaki hiçbir süreç tam olarak tersine çevrilemez olduğundan – termodinamiğin ikinci yasası sayesinde bir miktar enerji her zaman ısı olarak kaybedilir – bir Carnot çevrimi aşağıdakileri açıklar:idealısıtma motoru. Başka bir deyişle, hiç kimse gerçekten bir tane inşa edemezdi.
Bir Carnot çevriminin değeri, herhangi bir fiili motorun ne kadar verimli olabileceğinin üst sınırlarını belirlemededir. cinsinden ifade edilirThveTc, her ikisi de Kelvin'in SI biriminde sırasıyla sıcak ve soğuk enerji rezervuarlarının sıcaklıkları.
İpuçları
\textnormal{Carnot verimliliği} = \frac {T_h - T_c}{T_h}
cinsinden de ifade edilebilir.ShveSc, eklenen ısı ve verilen ısı sırasıyla her ikisi de joule cinsindendir.