Tha èifeachdas teas na fineachan. Tha èifeachdas a teas einnsean - Formula

Nuadh-suidheachadh feum teas einnseanan farsaing obrachadh. Tha mòran oidhirpean a chur an àite iad le uisge fhad 'sa dh'fhàs motairean faighinn fàilligeadh. Tha duilgheadasan co-cheangailte ri cruinneachadh de chumhachd ann an siostaman neo-eisimeileach, air am fuasgladh le duilgheadas mòr.

Fhathast buntainneach duilgheadasan saothrachaidh cumhachd bataraidh teicneòlas stèidhichte air an ùine-fhada a 'cleachdadh. Gaoithe feartan uisge carbadan a tha fada bhon fheadhainn ann an càraichean, taobh a-staigh losgaidh na fineachan.

Tha a 'chiad cheumannan ann a bhith a' cruthachadh dà-chonnaidh einnseanan gu mòr a 'lùghdachadh sgaoilidhean noxious ann an sgìrean cathaireil, fuasgladh dhuilgheadasan àrainneachd.

Beagan eachdraidh

Tha an comas air cruth-atharrachadh na lùth-smùide a-steach lùth gluasaid air a bhith ainmeil bho shean. 130 BC: feallsanachd Geron Aleksandriysky a thoirt dhan luchd-èisteachd smùide dèideag - eolipil. Sphere lìonadh le smùide, thàinig a-steach cuartachadh fo bhuaidh a 'sruthadh bhuaipe Jets. Tha seo modail de na nuadh-smùide roth-uidheam aig àm an tagraidh nach eil a lorg.

Airson iomadh bliadhna agus linn feallsanachd leasachaidh chaidh beachdachadh dìreach spòrsail dèideag. Ann an 1629 Eadailteach D. Branca a chruthachadh roth-uidheam for-ghnìomhach. Càraid a shuidheachadh ann an gluasad an diosg a thoirt seachad le lannan.

Bhon àm sin thòisich an luath a leasachadh einnseanan-smùide.

einnsean teas

Tha an cruth-atharrachadh air an taobh a-staigh de lùth a 'chonnaidh a-steach lùth gluasad na inneal-pàirtean agus meadhanan a chleachdadh ann an teas na fineachan.

Prìomh pàirtean de innealan: a teasadair (siostam a 'faighinn cumhachd bhon taobh a-muigh), a' bhuidheann ag obair ( 'gabhail na bhuannachd bhuaidh), frids.

Tha an teasadair air a dhealbh airson a 'bhith ag obair lionn gu leòr a chruinneachadh stoc a-staigh lùth feumail airson obair. Frids 'toirt air falbh còrr lùth.

Tha a 'phrìomh fheart air èifeachdas an t-èifeachdas teas na fineachan. Tha seo a 'sealltainn dè meud phàirt de lùth a chosg ann an teasachadh a chosg gus coileanadh feumail obair. Tha an àrd-ìre an èifeachdas, an obrachadh buannachdail an inneil, ach tha seo air luach dòcha nach eil nas àirde na 100%.

Calculation èifeachdais

Leig teasadair taobh a-muigh a fhuair lùth co-ionnan ri _{1 Q.} Innealan buidheann dealasach a thaobh obair A, fhad 'sa bha cumhachd a thoirt frids bha Q _2.

Stèidhichte air an co-dhùnadh, tha sinn obrachadh a-mach an èifeachdas luach:

η = A / Q _1. Tha sinn a 'gabhail ris gu bheil a = Q ₁ - Q _2.

Uime sin tha na èifeachdas an teas-einnsean, a 'foirmle a tha air a thoirt seachad le η = (Q ₁ - Q ₂₎ / Q ₁ = 1 - Q ₂ / Q _1, a' leigeil le co-dhùnaidhean a leanas:

• Èifeachdais Chan urrainn nas motha na 1 (no 100%);
• a mheudachadh seo meud Feumaidh meudachadh an dàrna cuid ann an lùth fhaighinn bho teasadair, no a lùghdachadh de lùth a thoirt frids;
• meudachadh air an teasadair cumhachd a choileanadh atharrachadh connaidh càileachd;
• lùtha a lùghdachadh, a 'toirt a' frids, cothrom a thoirt gus ruighinn air feartan dealbhaidh a 'fineachan.

An freagarrach teas einnsean

A bheil a 'cruthachadh a leithid einnsean comasach, an èifeachdas a bhiodh a' char as àirde (ann shàr - co-ionnan ri 100%)? Lorg an fhreagairt air a 'cheist seo a' feuchainn ri Fraingis fiosaics agus tàlantach innleadair Sadi Carnot. Ann an 1824 a teòiridheach àireamhachadh mu na pròiseasan a 'tachairt anns na gasaichean a leigeil mu sgaoil.

Tha bunaiteach beachd an cèill ann an inneal freagarrach faodar beachdachadh giùlan thionndadh pròiseasan le freagarrach gas. A 'tòiseachadh le leudachadh air a' gas isothermally aig Teòthachd T _1. An suim teas a dhìth airson an adhbhair seo, - Q _1. An dèidh gas gun a bhith a 'leudachadh an teas (an adiabatic phròiseas). An dèidh a 'ruigsinn an Teòthachd T _2, an gas a tha a dhlùthadh isothermally le bhith a' dol seachad air an frids lùth Q _2. gas a thilleadh gu a staid tùsail a tha a 'cluich adiabatically.

Tha èifeachdas na shàr Carnot teas-einnsean leis an dearbh àireamhachadh a tha an co-mheas de na Teòthachd eadar-dhealachadh eadar an teasachadh agus fuarachadh gu inneal Teòthachd, aig a bheil teasadair. Tha ea 'coimhead mar seo: η = (T ₁ - T ₂₎ / T _1.

Comasach air a bhith tearmach èifeachdas an inneal, a tha foirmle Tha an fhoirm: η = 1 - T ₂ / T _1, an crochadh a-mhàin air an luach teasadair agus teòthachd nas fionnaire agus chan urrainn a bhith nas motha na 100%.

Os bàrr, an dàimh seo a 'toirt cothrom aon a dhearbhadh gun èifeachdas teas einnseanan urrainn a bhith co-ionnan ri aonachd a-mhàin nuair a frids Absolute Zero Teòthachd. Mar a tha fhios, tha seo luach unattainable.

Teòiridheach àireamhachadh Carnot a cheadachadh gus dearbhadh an èifeachdas as àirde tron de teas einnsean sam bith a dealbhadh.

Dearbhte Carnot aig Theorem mar a leanas. Tràighte teas einnsean fo eil suidheachaidhean comasach gu bheil èifeachdas nas àirde na an aon luachan air leth teas einnsean èifeachdais.

Tha eisimpleir de fuasgladh cheistean

EISIMPLEIR 1. Dè èifeachdais de shàr-einnsean teas, nuair a teasadair teòthachd C 800 agus teasad ^a 'frids ^C 500 gu h-ìosal?

T ₁ = 800 ^{° C} = K 1073, ΔT = 500 ^{° C} = K 500, η -?

fuasgladh:

Le bhith a 'mìneachadh: η = (T ₁ - T ₂₎ / T _1.

Cha robh sinn a thoirt Teòthachd an frids, ach ΔT = (T ₁ - T _2), mar sin:

η = ΔT / T ₁ = K 500 / 1073K = 0,46.

Freagairt: èifeachdas = 46%.

Example 2. Obraich a-mach an èifeachdais de shàr teas einnsean, ma sgàth an lùth a fhuair aon kilojoules teasadair cluich feumail obair 650 J. Dè an teothad teasadair air teas einnsean ma Teòthachd fionnarachaidh -. 400 K?

Q ₁ = 1 = kJ 1000 J = J 650, T ₂ = 400 K, η - ₁ = ?, T?

fuasgladh:

Anns an obair seo, tha e tearmach stàladh, an èifeachdas a ghabhas obrachadh a-mach leis a 'foirmle:

η = A / Q _1.

Gus co-dhùnadh an teòthachd an teasadair bhith a 'cleachdadh foirmle èifeachdais de shàr teas einnsean:

η = (T ₁ - T ₂₎ / T ₁ = 1 - T ₂ / T _1.

Cleasachd matamataigeach atharrachaidhean, tha sinn a 'faighinn:

T ₁ = ₂ T / (1- η).

T ₁ = ₂ T / (1- A / Q _1).

Tha sinn a thomhas:

η = 650 J / 1000 J = 0,65.

T = 400 K ₁ / (650 1- J / 1000 J) = 1142.8 K.

Freagairt: η = 65%, T ₁ = 1142.8 K.

fìor h-

An freagarrach teas einnsean a chaidh a dhealbh leis an deagh phròiseasan. Tha an obair a tha a 'cluich ann a-mhàin isothermal pròiseasan, a tha e air a mhìneachadh mar an sgìre a' cuartachadh an graf a 'Carnot cearcall.

Gu dearbh, tha na cumhaichean a chruthachadh airson an t-sruth gas atharrachaidhean ann an inbhe a 'phròiseas, gun cois atharrachaidhean ann an teòthachd nach urrainn a bhith. Chan eil an leithid a stuthan, a bhiodh a 'dùnadh an teas iomlaid le rudan mun cuairt. Adiabatic phròiseas a 'fàs eu-comasach a dhèanamh. Ann an cùis-iomlaid teas gas Teòthachd Feumaidh-sheachanta atharrachadh.

Tha èifeachdas tearmach innealan a chruthachadh ann an fìor h-eadar-dhealachadh gu mòr bho shàr èifeachdas na fineachan. Thoir an aire gum an t-sruth pròiseasan ann am fìor-einnseanan a 'tachairt cho luath gu bheil an seòrsa de phàtran taobh a-staigh chumhachd teas a bhith ag obair stuthan ann am pròiseas atharrachadh leabhar nach urrainn dìoladh fhaighinn le bhith a' tighinn a-steach teas uiread de teasadair agus nas fionnaire tilleadh.

Eile teas einnseanan

Fìor einnseanan obrachadh air a diofar chuairtean:

• Otto cearcall cunbhalach a 'phròiseas lìonaidh le adiabatic atharrachadh, a' cruthachadh na lùb dhùinte;
• Diesel cearcall isobar, adiabatic, isochore, adiabatic;
• roth-uidheam gas: pròiseas a 'tachairt aig a' sìor-uairean, adiabatic a chur an àite a 'dùnadh na lùib.

Cruthaich equilibrium pròiseasan ann am fìor-einnseanan (a thoirt dhaibh nas fhaisge air an deagh) ann an teicneòlas ùr nach eil e comasach. Èifeachdais teas einnseanan gu math nas ìsle, fiù 's leis an aon h-Teòthachd mar ann an suidheachadh air leth freagarrach teas.

Ach chan eil e riatanach a 'lùghdachadh an àite àireamhachadh foirmle èifeachdas an Carnot cearcall, mar a tha e, tha ea' phuing iomradh anns a 'phròiseas gus piseach a thoirt air èifeachdas fìor fineachan.

Dòighean atharrachadh èifeachdas

Tro bhith a 'dèanamh coimeas air leth freagarrach is fìor teas einnseanan, bu chòir a thoirt fa-near gun mu dheireadh Teòthachd an frids nach urrainn a bhith tràighte. Mar as trice frids creidsinn àile. Airson an teòthachd an àile urrainn mhàin tuairmseach àireamhachadh. Eòlas a 'sealltainn gu bheil a' fionnarachaidh Teòthachd tha an gas ann an einnseanan smùide, mar a thachras ann an taobh a-staigh losgaidh einnseanan (giorrachadh mar DVS).

DIC - as cumanta ann an t-saoghail againn teas einnsean. Èifeachdais teas einnsean sa chùis seo an crochadh air an teòthachd a chruthachadh le bhith a 'losgadh connadh. Tha riatanach eadar-dhealachadh bho DIC einnseanan-smùide a tha a 'fusion teasadair gnìomhan agus an uidheam bhuidheann ag obair ann an air-connaidh measgachadh. Burning measgachadh a 'cruthachadh sreath air gluasad pàirtean den t-einnsean.

Togail air a bhith ag obair gas teothachd a tha air a choileanadh, atharrachadh mòr air na feartan a 'chonnaidh. Gu mì-fhortanach, tha e eu-comasach a dhèanamh gun crìoch. Stuth sam bith a 'togail nan einnsean-seòmar losgaidh Tha a' leaghadh a 'phuing. Tha tearmach an aghaidh a leithid sin de stuthan - bunaiteach feart an t-einnsean, a thuilleadh air buaidh mhòr a thoirt air èifeachdas.

Luachan einnsean èifeachdas

Ma tha sinn a 'beachdachadh an -smùide roth-uidheam, an teòthachd ag obair an-smùide caolas a tha co-ionnan ri K 800, agus smùide gas - K 300, air èifeachdas an t-inneal a tha co-ionann ri 62%. Ann an da-rìribh, ge-tà, tha seo a luach Chan eil nas àirde na 40%. Tha seo a 'lùghdachadh a' tachairt air sgàth call teas rè teas roth taigheadas.

Tha an luach as àirde de na èifeachdas in-losgaidh einnseanan Chan eil nas àirde na 44%. Cur luach seo - a 'cheist a dh'aithghearr. Ag atharrachadh feartan stuthan, connadh - tha seo duilgheadas thairis a tha a 'fastadh as fheàrr inntinnean chinne-daonna.