Коэффициент полезного действия

Когда в какой-нибудь машине со­вершается работа, нужно отличать так называемую полезную работу от полной совершенной работы. Полезная работа — это та работа, ради которой создана и использует­ся машина. Для подъемного крана — это работа подъема груза, для то­карного станка — работа против сил трения изделия о резец и т. д.

Но в любой машине, в любом двигателе полезная работа всегда меньше полной работы, потому что всегда существуют силы трения, отрицательная работа которых при­водит к нагреванию каких-то частей устройства. А нагревание нельзя считать полезным результатом дей­ствия машины, созданной для других целей. Ведь на нагревание затрачена часть энергии, которая в механи­ческую энергию уже не будет пре­образована.

Каждая машина, каждый двига­тель характеризуется поэтому осо­бой величиной, показывающей, на­сколько эффективно используется подводимая к ней энергия. Назы­вается эта величина коэффициентом полезного действия. Сокращенно его обозначают буквами КПД. Коэффи­циентом полезного действия назы­вается величина, равная отношению полезной работы ко всей совершен­ной работе. Выражают КПД в про­центах. Можно говорить и о КПД генератора, в котором один вид энергии преобразуется в другой. В электрическом генераторе, напри­мер, механическая энергия превра­щается в энергию электрическую. Здесь КПД равен отношению полу­ченной энергии одного вида к затра­ченной энергии другого вида.

Коэффициент полезного действия не может быть больше единицы.

В реальных машинах и генераторах он всегда меньше единицы из-за неизбежных потерь энергии, вызван­ных прежде всего работой сил тре­ния. Есть и другие причины потерь энергии.

Подчеркнем еще раз, что слово «потеря» не означает исчезновение энергии. Оно только означает, что часть энергии превращается тоже в энергию, но не в ту, что нужна, и поэтому теряется для полезного использования.

Если обозначить КПД буквой ŋ(греческая буква «эта»), полезную работу через А_п и полную совер­шенную работу через А_с, то

Вопросы

1. Для чего служат машины?

2. Какую роль играют двигатели? Ге­нераторы?

3. В чем состоит идея «вечного дви­гателя»? Почему она неосуществима? Что такое коэффициент полезного действия?

4. Кузнец поднял молот и ударил им по изделию на наковальне. Какие превра­щения энергии происходят при этом?

Дата добавления: 2014-01-14