Asi každého zajímala účinnost (Coefficient of Efficiency) motoru s vnitřním spalováním. Koneckonců, čím vyšší je tento ukazatel, tím efektivněji funguje. pohonná jednotka. Nejúčinnější pro tento moment time je považován za elektrický typ, jeho účinnost může dosahovat až 90 - 95%, ale pro spalovací motory, ať už jde o naftové nebo benzinové, mírně řečeno, má k ideálu daleko ...
Abych byl upřímný, tak moderní možnosti motory jsou mnohem účinnější než jejich protějšky, které byly vydány před 10 lety, a existuje pro to mnoho důvodů. Zamyslete se sami před variantou 1,6 litru, která vydala pouze 60 - 70 koní. A nyní tato hodnota může dosáhnout 130 - 150 koní. Jde o namáhavou práci na zvýšení efektivity, při které je každý „krok“ dán metodou pokus-omyl. Začněme však definicí.
je hodnota poměru dvou veličin, výkonu, který je dodáván do klikový hřídel motoru na výkon přijímaný pístem, v důsledku tlaku plynů, které vznikly zapálením paliva.
Zjednodušeně se jedná o přeměnu tepelné nebo tepelné energie, která se objevuje při spalování palivová směs(vzduch a benzín) na mechanické. Nutno podotknout, že se to již stalo například u páry elektrárny- Také palivo pod vlivem teploty tlačilo písty jednotek. Tamní instalace však byly mnohonásobně větší a samotné palivo bylo pevné (zpravidla uhlí nebo palivové dříví), což znesnadňovalo jeho dopravu a provoz, bylo nutné jej neustále „přikládat“ do topeniště lopatami. Spalovací motory jsou mnohem kompaktnější a lehčí než parní motory a palivo se mnohem snadněji skladuje a přepravuje.
Více o ztrátách
Při pohledu do budoucna můžeme s jistotou říci, že účinnost benzínového motoru se pohybuje v rozmezí 20 až 25 %. A existuje pro to mnoho důvodů. Pokud vezmeme příchozí palivo a přepočítáme jej na procenta, dostaneme tak trochu „100 % energie“, která se přenese do motoru, a pak šly ztráty:
1)Účinnost paliva . Nevyhoří všechno palivo, jeho malá část odchází s výfukovými plyny, na této úrovni již ztrácíme až 25 % účinnosti. Samozřejmě hned palivové systémy vylepšen, objevil se vstřikovač, ale k ideálu má daleko.
2) Druhým jsou tepelné ztráty.A . Motor se zahřívá sám a mnoho dalších prvků, jako jsou chladiče, jeho tělo, kapalina, která v něm cirkuluje. Část tepla se také ztrácí výfukové plyny. K tomu všemu až 35% ztráta účinnosti.
3) Třetí jsou mechanické ztráty . NA všechny druhy pístů, ojnic, kroužků - všechna místa, kde dochází ke tření. Patří sem ztráty ze zátěže generátoru, např. čím více elektřiny generátor vyrobí, tím více zpomalí otáčení klikového hřídele. Maziva samozřejmě také vykročila vpřed, ale opět nikdo ještě zcela neporazil tření - další 20% ztráta
V suchém zbytku je tedy účinnost asi 20 %! Samozřejmě existují výjimečné možnosti z benzínových variant, u kterých je toto číslo zvýšeno na 25%, ale není jich tolik.
To znamená, že pokud vaše auto spotřebuje 10 litrů paliva na 100 km, pak pouze 2 litry z nich půjdou přímo do práce a zbytek jsou ztráty!
Výkon samozřejmě můžete zvýšit například vrtáním hlavy, díváme se na krátké video.
Pokud si pamatujete vzorec, dostanete:
Který motor má nejvyšší účinnost?
Nyní chci mluvit o možnostech benzínu a nafty a zjistit, která z nich je nejúčinnější.
Zjednodušeně řečeno jazyk a ne lézt do divočiny technické termíny pak - pokud porovnáme dvě účinnosti - nejúčinnější z nich je samozřejmě nafta a zde je důvod:
1) Plynový motor přeměňuje pouze 25 % energie na energii mechanickou, ale nafta asi 40 %.
2) Je-li ve výbavě dieselový typ turbodmychadlem je možné dosáhnout účinnosti 50-53%, a to je velmi podstatné.
Proč je tedy tak účinný? Je to jednoduché – i přes podobný typ práce (oba jsou spalovací jednotky) odvádí vznětový motor svou práci mnohem efektivněji. Má větší kompresi a palivo se zapaluje z jiného principu. Méně se zahřívá, což znamená, že šetří na chlazení, má méně ventilů (úspora tření) a také nemá obvyklé zapalovací cívky a zapalovací svíčky, což znamená, že nevyžaduje dodatečné náklady na energii z generátoru. . Funguje při nižších otáčkách, nemusíte zběsile otáčet klikovým hřídelem – dělá vše dieselová variantašampion v účinnosti.
O účinnosti nafty
OD více vysoká cena součinitel užitečná akce– následovaná palivovou účinností. Takže například 1,6litrový motor může ve městě spotřebovat pouze 3-5 litrů, na rozdíl od toho benzínový typ, kde je spotřeba 7 - 12 litrů. Dieselový motor má hodně, samotný motor je často kompaktnější a lehčí a v poslední době také ekologičtější. Všechny tyto pozitivní momenty jsou dosaženy díky větší hodnotě, existuje přímá úměra mezi účinností a kompresí, viz malá destička.
Přes všechny výhody má však i mnoho nevýhod.
Jak je zřejmé, účinnost spalovacího motoru není zdaleka ideální, takže budoucnost je jednoznačně s elektrickými možnostmi - zbývá jen najít efektivní baterie které se nebojí mrazu a udrží náboj po dlouhou dobu.
« Fyzika - třída 10"
Co je termodynamický systém a jaké parametry charakterizují jeho stav.
Uveďte první a druhý zákon termodynamiky.
Právě vytvoření teorie tepelných motorů vedlo k formulaci druhého termodynamického zákona.
Zásoby vnitřní energie v zemské kůře a oceánech lze považovat za prakticky neomezené. Ale k řešení praktických problémů stále nestačí mít zásoby energie. Je také nutné umět využívat energii k uvádění do pohybu strojů v továrnách a závodech, vozidel, traktorů a dalších strojů, k otáčení rotorů generátorů. elektrický proud atd. Lidstvo potřebuje motory – zařízení schopná vykonávat práci. Většina motorů na Zemi je tepelné motory.
Tepelné motory jsou zařízení, která přeměňují vnitřní energii paliva na mechanická práce.
Princip činnosti tepelných strojů.
Aby motor pracoval, je potřeba tlakový rozdíl na obou stranách pístu motoru nebo lopatek turbíny. U všech tepelných motorů je tohoto tlakového rozdílu dosaženo zvýšením teploty pracovní orgán(plyn) stovky nebo tisíce stupňů nad teplotou životní prostředí. K tomuto zvýšení teploty dochází při spalování paliva.
Jednou z hlavních částí motoru je plynem plněná nádoba s pohyblivým pístem. Pracovní tekutinou ve všech tepelných motorech je plyn, který funguje při expanzi. Označme počáteční teplotu pracovní tekutiny (plynu) přes T 1 . Tato teplota v parní turbíny nebo stroje získávají páru v parním kotli. ve spalovacích motorech a plynové turbíny ke zvýšení teploty dochází při spalování paliva uvnitř samotného motoru. Teplota T 1 se nazývá teplota ohřívače.
Role lednice
Během práce plyn ztrácí energii a nevyhnutelně se ochlazuje na určitou teplotu T 2 , která je obvykle o něco vyšší než okolní teplota. Říkají jí teplota chladničky. Lednička je atmosféra resp speciální zařízení pro chlazení a kondenzaci výfukové páry - kondenzátory. V druhém případě může být teplota chladničky o něco nižší než okolní teplota.
Tedy v motoru pracovní orgán při expanzi nemůže dát veškerou svou vnitřní energii k práci. Část tepla je nevyhnutelně předána do chladiče (atmosféry) spolu s výfukovou párou nebo výfukovými plyny ze spalovacích motorů a plynových turbín.
Tato část vnitřní energie paliva se ztrácí. Tepelný motor vykonává práci díky vnitřní energii pracovní tekutiny. Navíc se při tomto procesu přenáší teplo z teplejších těles (ohřívač) na chladnější (chladnička). Kruhový diagram tepelný motor zobrazeno na obrázku 13.13.
Pracovní kapalina motoru přijímá od topení při spalování paliva množství tepla Q 1, koná práci A“ a předává množství tepla do chladničky Q2< Q 1 .
Aby motor pracoval nepřetržitě, je nutné vrátit pracovní kapalinu do výchozího stavu, při kterém je teplota pracovní kapaliny rovna T 1 . Z toho vyplývá, že provoz motoru probíhá podle periodicky se opakujících uzavřených procesů, nebo, jak se říká, podle cyklu.
Cyklus je řada procesů, v jejichž důsledku se systém vrací do výchozího stavu.
Výkonový koeficient (COP) tepelného motoru.
Nemožnost úplné přeměny vnitřní energie plynu na práci tepelných motorů je dána nevratností procesů v přírodě. Pokud by se teplo samovolně vrátilo z chladničky do ohřívače, pak by se vnitřní energie mohla zcela přeměnit na užitečná práce s jakýmkoli tepelným motorem. Druhý termodynamický zákon lze formulovat takto:
Druhý zákon termodynamiky:
nemožné vytvořit stroj na věčný pohyb druhého druhu, který by teplo zcela přeměnil na mechanickou práci.
Podle zákona zachování energie je práce motoru:
A" \u003d Q 1 - | Q 2 |, (13.15)
kde Q 1 - množství tepla přijatého z ohřívače a Q2 - množství tepla dodaného do chladničky.
Koeficient výkonu (COP) tepelného motoru je poměr práce A "vykonané motorem k množství tepla přijatého z ohřívače:
Protože u všech motorů se určité množství tepla přenáší do chladničky, pak η< 1.
Maximální hodnota účinnosti tepelných strojů.
Zákony termodynamiky nám umožňují vypočítat maximum možná účinnost tepelný stroj pracující s ohřívačem o teplotě Ti a lednicí s teplotou T2, a také určit způsoby, jak ji zvýšit.
Poprvé maximum možného tepelná účinnost motor vypočítal francouzský inženýr a vědec Sadi Carnot (1796-1832) ve svém díle „Úvahy o hnací síle ohně ao strojích schopných tuto sílu vyvinout“ (1824).
Carnot přišel s ideálním tepelným motorem s ideálním plynem jako pracovní kapalinou. Ideální Carnotův tepelný motor pracuje v cyklu sestávajícím ze dvou izoterm a dvou adiabatů a tyto procesy jsou považovány za vratné (obr. 13.14). Nejprve se nádoba s plynem uvede do kontaktu s ohřívačem, plyn izotermicky expanduje, čímž pozitivní práce, při teplotě T 1 , přičemž přijímá množství tepla Q 1 .
Poté je nádoba tepelně izolována, plyn dále expanduje již adiabaticky, přičemž jeho teplota klesá na teplotu chladničky T 2 . Poté se plyn přivede do kontaktu s lednicí, při izotermické kompresi odevzdá do chladničky množství tepla Q 2 a stlačí se na objem V 4< V 1 . Затем сосуд снова теплоизолируют, газ сжимается адиабатно до объёма V 1 и возвращается в первоначальное состояние. Для КПД этой машины было получено следующее выражение:
Jak vyplývá ze vzorce (13.17), účinnost stroje Carnot je přímo úměrný rozdílu absolutní teploty topení a lednice.
Hlavním významem tohoto vzorce je, že označuje způsob, jak zvýšit účinnost, k tomu je nutné zvýšit teplotu ohřívače nebo snížit teplotu chladničky.
Žádný skutečný tepelný stroj pracující s ohřívačem o teplotě T 1 a chladničkou o teplotě T 2 nemůže mít účinnost přesahující účinnost ideálního tepelného motoru: 
Procesy, které tvoří cyklus skutečného tepelného stroje, nejsou vratné.
Vzorec (13.17) udává teoretickou hranici pro maximální hodnotu účinnosti tepelných strojů. Ukazuje, že tepelný motor je tím účinnější, čím větší je teplotní rozdíl mezi ohřívačem a chladničkou.
Pouze při teplotě chladničky rovné absolutní nule, η = 1. Navíc bylo prokázáno, že účinnost vypočítaná podle vzorce (13.17) nezávisí na pracovní látce.
Ale teplota chladničky, jejíž roli obvykle hraje atmosféra, prakticky nemůže být nižší než okolní teplota. Můžete zvýšit teplotu ohřívače. Jakýkoli materiál (pevné těleso) má však omezenou tepelnou odolnost nebo tepelnou odolnost. Při zahřátí postupně ztrácí své elastické vlastnosti a když je dostatečně vysoká teplota taje.
Nyní je hlavní úsilí inženýrů zaměřeno na zvýšení účinnosti motorů snížením tření jejich částí, ztrát paliva v důsledku nedokonalého spalování atd.
U parní turbíny jsou počáteční a koncové teploty páry přibližně následující: T 1 - 800 K a T 2 - 300 K. Při těchto teplotách je maximální účinnost 62 % (všimněte si, že účinnost se obvykle měří v procentech). Skutečná hodnota účinnosti v důsledku různých druhů energetických ztrát je přibližně 40 %. Vznětové motory mají maximální účinnost - asi 44%.
Ochrana životního prostředí.
Je těžké si to představit moderní svět bez tepelných motorů. Poskytují nám pohodlný život. Tepelné motory pohánějí vozidla. Asi 80 % elektřiny, navzdory přítomnosti jaderných elektráren, se vyrábí pomocí tepelných motorů.
Při provozu tepelných motorů však nevyhnutelně dochází ke znečištění životního prostředí. To je rozpor: na jedné straně lidstvo potřebuje každým rokem více a více energie, jejíž hlavní část získává spalováním paliva, na druhé straně spalovací procesy nevyhnutelně provází znečištění životního prostředí.
Při spalování paliva klesá obsah kyslíku v atmosféře. Kromě toho se tvoří samotné produkty spalování chemické sloučeninyškodlivé pro živé organismy. Znečištění se vyskytuje nejen na zemi, ale také ve vzduchu, protože jakýkoli let letadla je doprovázen emisemi škodlivých nečistot do atmosféry.
Jedním z důsledků činnosti motorů je tvorba oxidu uhličitého, který pohlcuje infračervené záření z povrchu Země, což vede ke zvýšení teploty atmosféry. Jde o takzvaný skleníkový efekt. Měření ukazují, že teplota atmosféry stoupá o 0,05 °C za rok. Takové neustálé zvyšování teploty může způsobit tání ledu, což následně povede ke změně hladiny vody v oceánech, tedy k zaplavení kontinentů.
Všimněme si ještě jednoho negativní bod při použití tepelných motorů. K chlazení motorů se tedy někdy používá voda z řek a jezer. Ohřátá voda se pak vrací zpět. Zvýšení teploty ve vodních útvarech narušuje přirozenou rovnováhu, tento jev se nazývá tepelné znečištění.
Pro ochranu životního prostředí, různé čištění filtrů brání úniku do atmosféry škodlivé látky konstrukce motorů se zdokonaluje. Dochází k neustálému zdokonalování paliva, které při spalování dává méně škodlivých látek, stejně jako technologie jeho spalování. Aktivně se vyvíjejí alternativní zdroje energie využívající vítr, sluneční záření a jádrovou energii. Elektromobily a vozidla poháněná solární energií se již vyrábějí.
Ve skutečnosti je práce vykonaná pomocí jakéhokoli zařízení vždy užitečnější, protože část práce je vykonána proti třecím silám, které působí uvnitř mechanismu a při pohybu jeho jednotlivých částí. Takže žádost pohyblivý blok, spáchat práce navíc zvedání samotného bloku a lana a překonání třecích sil v bloku.
Zavádíme následující zápis: užitečnou práci označujeme $A_p$, plná práce- $A_(plné)$. Přitom máme:
Definice
Koeficient výkonu (COP) nazývaný poměr užitečné práce k plné. Účinnost označujeme písmenem $\eta $, pak:
\[\eta =\frac(A_p)(A_(poln))\ \left(2\right).\]
Nejčastěji se účinnost vyjadřuje v procentech, pak je její definice vzorec:
\[\eta =\frac(A_p)(A_(poln))\cdot 100\%\ \left(2\right).\]
Při vytváření mechanismů se snaží zvýšit jejich účinnost, ale mechanismy s účinností rovnou jedné (a dokonce více než jedné) neexistují.
Efektivita je tedy fyzikální veličina, která ukazuje podíl užitečné práce na veškeré vykonané práci. Pomocí účinnosti se vyhodnocuje účinnost zařízení (mechanismu, systému), které přeměňuje nebo přenáší energii, která vykonává práci.
Chcete-li zvýšit účinnost mechanismů, můžete se pokusit snížit tření v jejich osách, jejich hmotnost. Pokud lze zanedbat tření, je hmotnost mechanismu výrazně menší než hmotnost například zátěže, kterou mechanismus zvedá, pak je účinnost o něco menší než jednota. Potom se vykonaná práce přibližně rovná užitečné práci:
Zlaté pravidlo mechaniky
Je třeba mít na paměti, že zisk v práci nelze dosáhnout pomocí jednoduchého mechanismu.
Vyjádřeme každou z prací ve vzorci (3) jako součin příslušné síly s dráhou uraženou pod vlivem této síly, potom vzorec (3) převedeme do tvaru:
Výraz (4) ukazuje, že pomocí jednoduchého mechanismu nabíráme na síle tolik, kolik cestou ztrácíme. Tento zákon nazýváno „zlatým pravidlem“ mechaniky. Toto pravidlo formuloval ve starověkém Řecku Herón Alexandrijský.
Toto pravidlo nezohledňuje práci na překonání třecích sil, proto je přibližné.
Účinnost přenosu výkonu
Faktor účinnosti lze definovat jako poměr užitečné práce k energii vynaložené na její realizaci ($Q$):
\[\eta =\frac(A_p)(Q)\cdot 100\%\ \left(5\right).\]
Pro výpočet účinnosti tepelného motoru se používá následující vzorec:
\[\eta =\frac(Q_n-Q_(ch))(Q_n)\left(6\right),\]
kde $Q_n$ je množství tepla přijatého z ohřívače; $Q_(ch)$ - množství tepla přeneseného do chladničky.
Účinnost ideálního tepelného motoru, který pracuje podle Carnotova cyklu, je:
\[\eta =\frac(T_n-T_(ch))(T_n)\left(7\right),\]
kde $T_n$ - teplota ohřívače; $T_(ch)$ - teplota chladničky.
Příklady úkolů pro efektivitu
Příklad 1
Cvičení. Jeřábový motor má výkon $N$. Za časový interval rovný $\Delta t$ zvedl břemeno o hmotnosti $m$ do výšky $h$. Jaká je účinnost jeřábu?\textit()
Řešení. Užitečná práce v uvažovaném problému se rovná práci při zvednutí tělesa do výšky $h$ břemene o hmotnosti $m$, jedná se o práci při překonání gravitační síly. Rovná se:
Celkovou práci, která je vykonána při zvedání břemene, lze zjistit pomocí definice výkonu:
K jeho nalezení použijeme definici faktoru účinnosti:
\[\eta =\frac(A_p)(A_(poln))\cdot 100\%\left(1,3\right).\]
Vzorec (1.3) transformujeme pomocí výrazů (1.1) a (1.2):
\[\eta =\frac(mgh)(N\Delta t)\cdot 100\%.\]
Odpovědět.$\eta =\frac(mgh)(N\Delta t)\cdot 100\%$
Příklad 2
Cvičení. Ideální plyn provádí Carnotův cyklus, zatímco účinnost cyklu rovná se $\eta$. Jaká je práce v cyklu komprese plynu při stálá teplota? Práce vykonaná plynem během expanze je $A_0$
Řešení.Účinnost cyklu je definována jako:
\[\eta =\frac(A_p)(Q)\levá(2.1\vpravo).\]
Zvažte Carnotův cyklus, určete, v jakých procesech se dodává teplo (bude to $Q$).
Vzhledem k tomu, že Carnotův cyklus se skládá ze dvou izoterm a dvou adiabatů, můžeme okamžitě říci, že v adiabatických procesech (procesy 2-3 a 4-1) nedochází k přenosu tepla. V izotermickém procesu 1-2 je teplo dodáváno (obr.1 $Q_1$), v izotermickém procesu 3-4 je teplo odváděno ($Q_2$). Ukazuje se, že ve výrazu (2.1) $Q=Q_1$. Víme, že množství tepla (první zákon termodynamiky) dodávané do systému během izotermického procesu zcela vykonává práci plynu, což znamená:
Plyn vykonává užitečnou práci, která se rovná:
Množství tepla, které se odebere v izotermickém procesu 3-4, se rovná práci stlačení (práce je záporná) (protože T=konst, pak $Q_2=-A_(34)$). V důsledku toho máme:
Vzorec (2.1) transformujeme s ohledem na výsledky (2.2) - (2.4):
\[\eta =\frac(A_(12)+A_(34))(A_(12))\to A_(12)\eta =A_(12)+A_(34)\to A_(34)=( \eta -1)A_(12)\levá(2.4\vpravo).\]
Protože podle podmínky $A_(12)=A_0,\ $konečně dostaneme:
Odpovědět.$A_(34)=\levá(\eta -1\vpravo)A_0$
Příklad. Průměrná tažná síla motoru je 882 N. Na 100 km spotřebuje 7 kg benzínu. Určete účinnost jeho motoru. Nejprve si najděte užitečnou práci. Je rovna součinu síly F o vzdálenost S, kterou těleso překonalo jeho vlivem Ап=F∙S. Určete množství tepla, které se uvolní při spálení 7 kg benzínu, bude to vynaložená práce Az = Q = q∙m, kde q je specifické palivo, pro benzín se rovná 42∙10^6 J/kg a m je hmotnost tohoto paliva. Účinnost motoru se bude rovnat účinnosti=(F∙S)/(q∙m)∙100 %= (882∙100000)/(42∙10^6∙7)∙100 %=30 %.
V obecný případ zjistit účinnost jakéhokoli tepelného motoru (spalovací motor, Parní motor, atd.), kde práci vykonává plyn, má koeficient užitečný akce rovná se rozdílu tepla vydávaného ohřívačem Q1 a přijatého lednicí Q2, najděte rozdíl v teplu ohřívače a chladničky a vydělte teplem ohřívače Účinnost = (Q1-Q2)/Q1 . Zde je účinnost v násobcích od 0 do 1, pro převedení výsledku jej vynásobte 100.
Pro získání účinnosti ideálního tepelného motoru (Carnotova motoru) najděte poměr rozdílu teplot mezi ohřívačem T1 a chladičem T2 k teplotě ohřívače COP=(T1-T2)/T1. Jedná se o maximální možnou účinnost pro konkrétní typ tepelného motoru s danými teplotami ohřívače a chladničky.
Definujte společné . Tento druh informací lze získat odkazem na údaje ze sčítání lidu. Chcete-li určit celkovou míru narození, úmrtí, sňatků a rozvodů, musíte najít součin celkového počtu obyvatel a odhadovaného období. Výsledné číslo zapište do jmenovatele.
Umístěte na čitatel indikátor odpovídající požadovanému příbuznému. Pokud stojíte například před určováním úhrnné plodnosti, pak by místo čitatele mělo být číslo vyjadřující celkový počet narozených za období, které vás zajímá. Pokud je vaším cílem úmrtnost nebo sňatečnost, umístěte na místo čitatele počet úmrtí. zúčtovací období nebo počet lidí vdaných, resp.
Výsledné číslo vynásobte 1000. Toto bude celkový koeficient, který hledáte. Pokud stojíte před úkolem zjistit celkovou míru růstu, odečtěte úmrtnost od porodnosti.
Související videa
Prameny:
- Obecné vitální sazby
Slovo „práce“ označuje především činnosti, které dávají člověku obživu. Jinými slovy, dostává za to finanční odměnu. Přesto jsou lidé připraveni zapojit se ve svém volném čase, ať už zdarma nebo za čistě symbolický poplatek, do společensky prospěšných prací zaměřených na pomoc potřebným, úpravy dvorů a ulic, sázení stromů a keřů atd. Počet takových dobrovolníků by byl jistě ještě větší, ale často nevědí, kde mohou být jejich služby potřeba.
Mnoho lidí se chce podílet na zvelebování svého rodného města. Měli by se obrátit na příslušné struktury místní samosprávy, například na ty, kteří mají na starosti úklid území, terénní úpravy. Práce určitě bude. Kromě toho můžete například z vlastní iniciativy rozbít záhon pod okny domu, zasadit květiny.
Jsou lidé, kteří mají zvířata velmi rádi a chtějí pomáhat toulavým psům a kočkám. Pokud patříte do této kategorie, kontaktujte své místní organizace na ochranu zvířat nebo majitele útulků pro zvířata. No, pokud bydlíš v hlavní město tam, kde jsou zoologické zahrady, zeptejte se správy, zda jsou potřeba asistenti pro péči o zvířata
Koeficient vlhkosti
Koeficient vlhkosti je speciální ukazatel vyvinutý meteorology pro posouzení stupně vlhkosti klimatu v určité oblasti. Zároveň bylo vzato v úvahu, že klima je dlouhodobá charakteristika povětrnostní podmínky v této lokalitě. Proto bylo také rozhodnuto zvážit koeficient zvlhčování v dlouhém časovém horizontu: zpravidla se tento koeficient vypočítává na základě údajů shromážděných v průběhu roku.Vlhkostní koeficient tedy ukazuje, kolik srážek spadne za toto období v uvažovaném regionu. To je zase jeden z hlavních faktorů určujících převládající typ vegetace v oblasti.
Výpočet faktoru vlhkosti
Vzorec pro výpočet vlhkostního součinitele je následující: K = R / E. V naznačeném vzorci symbol K označuje samotný vlhkostní koeficient a symbol R množství srážek, které spadlo v dané oblasti během roku. vyjádřeno v milimetrech. Nakonec symbol E označuje množství srážek, které se za stejnou dobu vypařil z povrchu země.Uvedené množství srážek, které je rovněž vyjádřeno v milimetrech, závisí na teplotě v daném regionu v určitém časovém období a dalších faktorech. Proto i přes zdánlivou jednoduchost výše uvedeného vzorce vyžaduje výpočet vlhkostního koeficientu velké množství předběžných měření pomocí přesných přístrojů a může jej provádět pouze poměrně velký tým meteorologů.
Hodnota vlhkostního koeficientu v konkrétní oblasti, která zohledňuje všechny tyto ukazatele, zase zpravidla umožňuje s vysokou mírou jistoty určit, jaký typ vegetace v této oblasti převládá. Pokud tedy vlhkostní koeficient překročí 1, znamená to vysokou úroveň vlhkosti v oblasti, což znamená převahu vegetačních typů, jako je tajga, tundra nebo lesní tundra.
Dostatečná úroveň vlhkosti odpovídá vlhkostnímu koeficientu rovnému 1 a je zpravidla charakterizována převahou smíšených nebo. Koeficient vlhkosti v rozmezí od 0,6 do 1 je typický pro lesostepní masivy, od 0,3 do 0,6 - pro stepi, od 0,1 do 0,3 - pro polopouštní území a od 0 do 0,1 - pro pouště .
Prameny:
- Zvlhčování, zvlhčovací koeficienty
V teoretickém modelu tepelného motoru jsou uvažována tři tělesa: ohřívač, pracovní orgán A lednička.
Ohřívač - tepelný zásobník (velké těleso), jehož teplota je konstantní.
V každém cyklu provozu motoru přijímá pracovní tekutina určité množství tepla z ohřívače, expanduje a vykonává mechanickou práci. Přenos části přijaté energie z ohřívače do chladničky je nutný k navrácení pracovní tekutiny do původního stavu.
Vzhledem k tomu, že model předpokládá, že teplota ohřívače a chladničky se během provozu tepelného motoru nemění, pak se na konci cyklu: ohřev-expanze-chlazení-stlačení pracovní tekutiny má za to, že se stroj vrátí zpět do původního stavu.
Pro každý cyklus můžeme na základě prvního termodynamického zákona napsat, že množství tepla Q zatížení přijaté z ohřívače, množství tepla | Q cool |, daný do chladničky, a práce vykonaná pracovním orgánem A spolu souvisí:
A = Q zatížení – | Q studený|.
Ve skutečnosti technická zařízení, kterým se říká tepelné motory, je pracovní tekutina ohřívána teplem uvolněným při spalování paliva. Ano, v parní turbína elektrárenským ohřívačem je topeniště se žhavým uhlím. Ve spalovacím motoru (ICE) lze produkty spalování považovat za topidlo a přebytečný vzduch za pracovní tekutinu. Jako ledničku využívají vzduch z atmosféry nebo vodu z přírodních zdrojů.
Účinnost tepelného motoru (stroje)
Účinnost tepelného motoru (účinnost) je poměr práce vykonané motorem k množství tepla přijatého z ohřívače:
Účinnost jakéhokoli tepelného motoru je menší než jedna a vyjadřuje se v procentech. Nemožnost přeměnit celé množství tepla přijatého z ohřívače na mechanickou práci je cenou za nutnost organizovat cyklický proces a vyplývá z druhého termodynamického zákona.
U skutečných tepelných motorů je účinnost stanovena experimentálně mechanická síla N motoru a množství paliva spáleného za jednotku času. Pokud tedy včas t hromadně spálené palivo m a specifické spalné teplo q, Že
Pro Vozidlo referenční charakteristikou je často objem PROTI palivo spálené na cestě s při mechanickém výkonu motoru N a v rychlosti. V tomto případě, vezmeme-li v úvahu hustotu r paliva, můžeme napsat vzorec pro výpočet účinnosti:
Druhý zákon termodynamiky
Existuje několik formulací druhý zákon termodynamiky. Jeden z nich říká, že je nemožný tepelný stroj, který by dělal práci jen díky zdroji tepla, tzn. bez lednice. Světový oceán by jí mohl sloužit jako prakticky nevyčerpatelný zdroj vnitřní energie (Wilhelm Friedrich Ostwald, 1901).
Jiné formulace druhého termodynamického zákona jsou ekvivalentní tomuto.
Clausiova formulace(1850): je nemožný proces, při kterém by se teplo samovolně předávalo z méně zahřátých těles na více zahřátá tělesa.
Thomsonova formulace(1851): je nemožný kruhový proces, jehož jediným výsledkem by byla produkce práce snížením vnitřní energie tepelného zásobníku.
Clausiova formulace(1865): všechny samovolné procesy v uzavřeném nerovnovážném systému probíhají v takovém směru, ve kterém roste entropie systému; ve stavu tepelné rovnováhy je maximální a konstantní.
Boltzmannova formulace(1877): uzavřený systém mnoha částic spontánně přechází z více uspořádaného stavu do méně uspořádaného. Samovolný odchod systému z rovnovážné polohy je nemožný. Boltzmann zavedl kvantitativní míru neuspořádanosti v systému skládajícím se z mnoha těles - entropie.
Účinnost tepelného motoru s ideálním plynem jako pracovní kapalinou
Pokud je uveden model pracovní tekutiny v tepelném motoru (např. ideální plyn), pak můžeme vypočítat změnu termodynamické parametry pracovní kapalina při expanzi a kontrakci. To umožňuje vypočítat účinnost tepelného motoru na základě zákonů termodynamiky.
Na obrázku jsou znázorněny cykly, pro které lze vypočítat účinnost, pokud je pracovní tekutinou ideální plyn a parametry jsou nastaveny v bodech přechodu jednoho termodynamického procesu na druhý.
|
|
Izobarický-izochorický |
|
Izochoricko-adiabatické |
|
Izobaricko-adiabatické |
|
Izobarická-izochorická-izotermická |
|
|
Izobaricko-izochoricky-lineární |
Carnotův cyklus. Účinnost ideálního tepelného motoru
Nejvyšší účinnost při daných teplotách ohřívače T topení a lednice T chlad má tepelný motor, kde se pracovní tekutina rozšiřuje a smršťuje Carnotův cyklus(obr. 2), jehož graf tvoří dvě izotermy (2–3 a 4–1) a dva adiabaty (3–4 a 1–2).
Carnotova věta dokazuje, že účinnost takového motoru nezávisí na použité pracovní tekutině, takže ji lze vypočítat pomocí termodynamických vztahů pro ideální plyn:
Environmentální důsledky tepelných motorů
Intenzivní využívání tepelných motorů v dopravě a energetice (tepelné a jaderné elektrárny) výrazně ovlivňuje biosféru Země. Přestože existují vědecké spory o mechanismech vlivu lidské činnosti na klima Země, mnoho vědců poukazuje na faktory, díky nimž může k takovému vlivu dojít:
- Skleníkový efekt– zvýšení koncentrace oxidu uhličitého (produkt spalování v ohřívačích tepelných strojů) v atmosféře. Oxid uhličitý propouští viditelné a ultrafialové záření ze Slunce, ale absorbuje infračervené záření ze Země. To vede ke zvýšení teploty spodních vrstev atmosféry, nárůstu hurikánových větrů a globálnímu tání ledu.
- Přímý vliv jedovatých výfukové plyny na divokou zvěř (karcinogeny, smog, kyselé deště z vedlejší produkty spalování).
- Ničení ozónové vrstvy během letů letadel a startů raket. Ozon horní atmosféry chrání veškerý život na Zemi před přebytečným ultrafialovým zářením ze Slunce.
Cesta z nastupující ekologické krize spočívá ve zvyšování účinnosti tepelných strojů (účinnost moderních tepelných motorů zřídka přesahuje 30 %); použití provozuschopné motory a neutralizátory škodlivých výfukových plynů; použití alternativní zdroje energie ( solární panely a ohřívače) a alternativní dopravní prostředky (jízdní kola atd.).
