Қозғалтқыштың атқаратын жұмысы:

Бұл процесті алғаш рет француз инженері және ғалымы Н.Л.С.Карно 1824 жылы «Оттың қозғаушы күші және осы күшті дамытуға қабілетті машиналар туралы ойлар» кітабында қарастырған.

Карноның зерттеулерінің мақсаты сол кездегі жылу машиналарының жетілмегендігінің себептерін анықтау (олардың ПӘК ≤ 5% болатын) және оларды жетілдіру жолдарын іздеу болды.

Карно циклі ең тиімдісі болып табылады. Оның тиімділігі ең жоғары.

Суретте циклдің термодинамикалық процестері көрсетілген. Температурада изотермиялық кеңею кезінде (1-2). Т 1 , жұмыс қыздырғыштың ішкі энергиясының өзгеруіне байланысты, яғни газға жылу беру есебінен орындалады. Q:

А 12 = Q 1 ,

Сығылғанға дейін газдың салқындауы (3-4) адиабаталық кеңею кезінде (2-3) жүреді. Ішкі энергияның өзгеруі ΔU 23 адиабаталық процесс кезінде ( Q = 0) толығымен механикалық жұмысқа айналады:

А 23 = -ΔU 23 ,

Адиабаталық кеңею нәтижесінде газдың температурасы (2-3) тоңазытқыштың температурасына дейін төмендейді. Т 2 < Т 1 . (3-4) процессте газ изотермиялық сығылып, жылу мөлшерін тоңазытқышқа береді. Q 2:

A 34 = Q 2,

Цикл адиабаталық қысу процесімен (4-1) аяқталады, онда газ температураға дейін қызады. Т 1.

Карно циклі бойынша идеал газды жылу қозғалтқыштарының максималды ПӘК мәні:

.

Формуланың мәні дәлелденген МЕН. Кез келген жылу қозғалтқышының ПӘК қыздырғыш пен тоңазытқыштың бірдей температурасында орындалатын Карно циклінің ПӘК-нен аспауы туралы Карно теоремасы.

Тиімділік коэффициентін қалай табуға болады. Қуат арқылы тиімділік формуласы

Тиімділікті қалай табуға болады

Тиімділік механизм немесе құрылғы орындаған пайдалы жұмыстың жұмсалған жұмысқа қатынасын көрсетеді. Көбінесе, жұмсалған жұмыс - бұл құрылғы жұмысты орындау үшін тұтынатын энергия мөлшері.

Саған қажет болады

• - автомобиль;
• - термометр;
• - калькулятор.

Нұсқаулар

2. Жылу қозғалтқышының ПӘК-ін есептеу кезінде механизмнің орындайтын механикалық жұмысын қолайлы жұмыс ретінде қарастырыңыз. Шығарылған жұмыс үшін қозғалтқыштың энергия көзі болып табылатын жанған отыннан бөлінетін жылу санын алыңыз.

3. Мысал. Автомобиль қозғалтқышының орташа тарту күші 882 Н. Ол 100 км жолға 7 кг бензин жұмсайды. Оның қозғалтқышының тиімділігін анықтаңыз. Алдымен қолайлы жұмыс табыңыз. Ол F күшінің көбейтіндісіне және оның әсерінен дене жүріп өткен S қашықтыққа Аn=F?S тең. 7 кг бензинді жағу кезінде бөлінетін жылу мөлшерін анықтаңыз, бұл жұмсалған жұмыс болады Az = Q = q, мұндағы q – отынның меншікті жану жылуы, бензин үшін ол 42-ге тең? 10^6 Дж/кг, ал m – бұл отынның массасы. Қозғалтқыштың тиімділігі ПӘК=(F?S)/(q?m)?100%= (882?100000)/(42?10^6?7)?100%=30% тең болады.

4. Жалпы алғанда, ПӘК анықтау үшін жұмыс газбен орындалатын кез келген жылу машинасының (іштен жану қозғалтқышы, бу машинасы, турбина және т.б.) бөлінетін жылу айырмашылығына тең ПӘК индексі болады. қыздырғыш Q1 және тоңазытқыш Q2 қабылдайды, қыздырғыш пен тоңазытқыштың жылу айырмашылығын тауып, қыздырғыштың ПӘК жылуына бөліңіз = (Q1-Q2)/Q1. Мұнда нәтижені пайыздарға түрлендіру үшін тиімділік 0-ден 1-ге дейінгі қосалқы бірліктермен өлшенеді, оны 100-ге көбейтіңіз;

5. Мінсіз жылу машинасының ПӘК алу үшін (Карно машинасы) қыздырғыштың T1 және тоңазытқыштың T2 температура айырмашылығының қыздырғыш ПӘК температурасына қатынасын табыңыз = (Т1-Т2)/Т1. Бұл қыздырғыш пен тоңазытқыштың берілген температуралары бар жылу қозғалтқышының белгілі бір түрі үшін максималды рұқсат етілген тиімділік.

6. Электр қозғалтқышы үшін қуат көбейтіндісі ретінде жұмсалған жұмысты және оны аяқтауға кететін уақытты табыңыз. Айталық, егер қуаты 3,2 кВт кран электр қозғалтқышы салмағы 800 кг жүкті 3,6 м биіктікке 10 с ішінде көтерсе, онда оның ПӘК қолайлы жұмыс Аp=m?g?h қатынасына тең, мұндағы m – жүктің массасы, г?10 м /С? еркін түсу үдеуі, h – жүк көтерілген биіктік, ал жұмсалған жұмыс Az=P?t, мұндағы P – қозғалтқыштың қуаты, t – оның жұмыс істеу уақыты. Тиімділікті анықтау формуласын алыңыз=Ap/Az?100%=(m?g?h)/(P?t)?100%=%=(800?10?3.6)/(3200?10)?100% =90%.

Өнімділік көрсеткіші (тиімділік) кез келген жүйенің жұмысының көрсеткіші, ол автомобиль қозғалтқышы, машина немесе басқа механизм болсын. Ол берілген жүйенің алған энергияны қаншалықты тиімді пайдаланатынын көрсетеді. Тиімділікті есептеу өте оңай.

Нұсқаулар

1. Уақыттың көп бөлігінде тиімділік жүйенің пайдаланатын энергиясының белгілі бір уақыт аралығында алынған әрбір жалпы энергияға қатынасынан есептеледі. Айта кету керек, тиімділіктің нақты өлшем бірліктері жоқ. Бірақ мектеп бағдарламасында бұл мән пайызбен өлшенеді. Бұл көрсеткіш жоғарыда келтірілген деректер негізінде мына формула бойынша есептеледі:? = (A/Q)*100%, қайда? («бұл») - қалаған тиімділік, A - жүйенің пайдалы өнімділігі, Q - жалпы энергия тұтынуы, A және Q Джоульмен өлшенеді.

2. Тиімділікті есептеудің жоғарыда аталған әдісі ерекше емес, өйткені жүйенің пайдалы жұмысы (А) формуламен есептеледі: A = Po-Pi, мұндағы Po - жүйеге сырттан берілетін энергия, Pi - жүйенің жұмысы кезінде энергияның жоғалуы. Жоғарыдағы формуланың алымын кеңейтіп, оны келесі түрде жазуға болады:? = ((Po-Pi)/Po)*100%.

3. Тиімділікті есептеуді неғұрлым түсінікті және көрнекі ету үшін мысалдарды қарастыруға болады: 1-мысал: Жүйенің пайдалы жұмысы 75 Дж, оның жұмысына жұмсалған энергия мөлшері 100 Дж, оны анықтау керек. бұл жүйенің тиімділігі. Бұл мәселені шешу үшін ең бірінші формуланы қолданыңыз:? = 75/100 = 0,75 немесе 75% Жауап: Ұсынылған жүйенің тиімділігі 75%.

4. 2-мысал: Қозғалтқышты пайдалану үшін берілетін энергия 100 Дж, бұл қозғалтқыштың жұмысы кезіндегі энергия шығыны 25 Дж, ПӘК есептеу керек. Ұсынылған есепті шешу үшін қажетті көрсеткішті есептеудің 2-ші формуласын қолданыңыз:? = (100-25)/100 = 0,75 немесе 75%. Екі мысалдағы нәтижелер бірдей болды, екінші жағдайда алым деректері толығырақ талданды.

Назар аударыңыз! Қазіргі заманғы қозғалтқыштардың көптеген түрлерінде (айталық, зымыран қозғалтқышы немесе турбо-ауа қозғалтқышы) олардың жұмысының бірнеше сатылары бар және бүкіл кезең үшін жоғарыда келтірілген формулалардың әрқайсысы арқылы есептелетін өзіндік тиімділігі бар. Бірақ әмбебап индикаторды табу үшін берілген қозғалтқыштың жұмысының барлық кезеңдеріндегі барлық танымал тиімділіктерді көбейту керек: = ?1*?2*?3*…*?.

Пайдалы кеңес Кез келген жүйенің жұмысы кезінде тиімділік бірден жоғары болуы мүмкін емес, міндетті түрде энергия жоғалады.

Ассоциацияланған тасымал – бұл бос тұрып қалған көлікті тиеуден тұратын көліктік тасымалдау түрі. Көлікті жүксіз қозғалуға мәжбүр ететін жағдайлар жоспарланған тасымалдау тапсырысы орындалғанға дейін де, кейін де жиі орын алады. Кәсіпорын үшін қосымша жүктерді қабылдау ықтималдығы, ең аз дегенде, қаржылық шығындарды азайтуды білдіреді.

Нұсқаулар

1. Кәсіпорыныңыз үшін ілеспе жүк тасымалдауды пайдаланудың тиімділігін бағалаңыз. Түсіну керек маңызды мәселе - негізгі (негізгі) тасымалдау сұранысы аяқталғаннан кейін көлік бос жүруге мәжбүр болған кезде байланысты жүктерді тасымалдауға болатындығы. Егер сіздің кәсіпорыныңыздың қызметінде мұндай жағдайлар үнемі орын алса, тасымалдауды оңтайландырудың осы әдісін батыл таңдаңыз.

2. Салмағы мен өлшемдері бойынша көлігіңіз қандай байланысты жүкті тасымалдай алатынын бағалаңыз. Көлігіңіздің жүк орнының бір бөлігі бос болса да, жүкті өткізу экономикалық тұрғыдан тиімді болуы мүмкін.

3. Басты бағыттың қай нүктелерінен өтіп бара жатқан жүктерді алуға болатынын қарастырыңыз. Егер сіз осындай жүкті жоспарланған маршруттың соңғы нүктесінде қабылдап, оны көлік кәсіпорыныңыз орналасқан жерге жеткізе алсаңыз, барлығына ыңғайлырақ. Бірақ мұндай жағдай әрдайым бола бермейді. Сондықтан, әрине, мұндай метаморфоздың экономикалық ұтымдылығын есептей отырып, маршруттан біршама ауытқу ықтималдығын да қарастырыңыз.

4. Жоспарлы жүк тасымалдауды жүзеге асыратын компания жүкті кері тасымалдауды қажет ететінін біліңіз. Бұл жағдайда мәселенің бағасын келісу және қосымша өзара тиімді ынтымақтастықтың қауіпсіздігін қамтамасыз ету әлдеқайда оңай.

5. Жүк тасымалдау саласында ақпараттық қызмет көрсететін бірнеше мамандандырылған интернет-порталдарды табыңыз. Әдеттегідей, мұндай компаниялардың веб-сайттарында маршрут бойынша байланысты жүктерді табуға және сәйкес сұрауды қалдыруға мүмкіндік беретін сәйкес бөлімдер бар. Көп жағдайда мұндай ықтималдықты пайдалану, кем дегенде, сайтта тіркелуді талап етеді. Ақпарат көзінде қарсы ұсыныстарды логистикалық шолу үшін кірістірілген ықтималдықтар болса, бұл тамаша болады.

6. Көліктің бір түрі бойынша таңдалған бағытта әртүрлі клиенттердің шағын жүктері тасымалданған кезде біріктірілген тасымалдауды назардан тыс қалдырмаңыз. Бұл жағдайда көлік таңдалған бағыттар бойынша маршруттық маршруттар жасауы керек.

Назар аударыңыз! Өтіп бара жатқан жүкті анықтау қиын емес! Біздің қызметіміздің негізгі міндеті - әртүрлі жүктеулерді іздеу, бұл пайдаланушылар максималды ыңғайлылықпен ғана емес, сонымен қатар тегін жасай алатын нәрсе. Жұмысы заманауи ақпараттық технологияларды пайдалануға негізделген жүйеміздің көмегімен жүктерді өте оңай анықтауға болады.

Пайдалы кеңес Шамасы, сіз үлкен жүк көлігін сатып алуды немесе жалға алуды шешкен сияқтысыз, оның көмегімен сіз бүкіл Ресей, ТМД және Еуропа бойынша жүк тасымалдау арқылы ақша табуды көздеп отырсыз. Сіз жүргізуші жалдайсыз ба, әлде өзіңіз жүргізесіз бе, маңызды емес, сізге тұтынушылар керек болады, яғни тасымалдауға арналған жүк. Сонда сіз өзіңіздің жүк көлігіңізге жүкті қайдан және қалай табуға болатынын міндетті түрде ойлайсыз ба әлде ойландыңыз ба?

Кез келген қозғалтқыштың қолайлы жұмысының көрсеткішін табу үшін қолайлы жұмысты жұмсалғанға бөліп, 100 пайызға көбейту керек. Жылу машинасы үшін бұл шаманы отын жану кезінде бөлінетін жылуға жұмыс ұзақтығына көбейтілген қуат қатынасы арқылы табыңыз. Теориялық тұрғыдан жылу машинасының ПӘК-і тоңазытқыш пен жылытқыштың температураларының қатынасымен анықталады. Электр қозғалтқыштары үшін оның қуатының тұтынылатын ток қуатына қатынасын табыңыз.

Саған қажет болады

• іштен жану қозғалтқышының (ICE) паспорты, термометр, сынаушы

Нұсқаулар

1. Іштен жанатын қозғалтқыштың ПӘК анықтау Берілген қозғалтқыштың техникалық құжаттамасынан оның қуатын табыңыз. Оның резервуарын белгілі бір мөлшерде жанармаймен толтырыңыз және қозғалтқышты паспортта көрсетілген максималды қуатты дамыта отырып, толық циклдарда біраз уақыт жұмыс істейтін етіп іске қосыңыз. Секундомерді пайдаланып қозғалтқыштың жұмыс уақытын секундтармен өрнектеп жазып алыңыз. Біраз уақыттан кейін қозғалтқышты тоқтатып, қалған отынды төгіңіз. Құйылған отынның бастапқы көлемінен соңғы көлемді алып тастап, жұмсалған отынның көлемін табыңыз. Кестені пайдаланып, оның тығыздығын тауып, көлеміне көбейту керек, жұмсалған отынның массасын m =? V. Массаны килограмммен көрсетіңіз. Отын түріне байланысты (бензин немесе дизель) кестеден оның меншікті жану жылуын анықтаңыз. ПӘК анықтау үшін максималды қуатты қозғалтқыштың жұмыс уақытына және 100%-ға көбейтіп, нәтижені оның массасына және жану ПӘК-нің меншікті жылуына сатылы түрде бөлу керек =P t 100%/(q м).

2. Керемет жылу қозғалтқышы үшін Карно формуласын қолдануға болады. Ол үшін отынның жану температурасын біліп, арнайы термометрмен тоңазытқыштың температурасын (шығарылатын газдар) өлшеңіз. Цельсий градусымен өлшенген температураны мәнге 273 санын қосу арқылы шартсыз шкалаға түрлендіру 1 санынан ПӘК-ті анықтау үшін тоңазытқыш пен қыздырғыштың (отынның жану температурасы) қатынасын алып тастаңыз. ПӘК = (1). -Tcol/Tnag) 100%. Тиімділікті есептеудің бұл нұсқасы механикалық үйкеліс пен сыртқы ортамен жылу алмасуды қарастырмайды.

3. Электр қозғалтқышының ПӘК-ін анықтау Техникалық құжаттамаға сәйкес электр қозғалтқышының номиналды қуатын табыңыз. Оны ток көзіне қосыңыз, біліктердің максималды циклдарына қол жеткізіңіз және сынақ құралының көмегімен ондағы кернеуді және тізбектегі токты өлшеңіз. Тиімділікті анықтау үшін құжаттамада көрсетілген қуатты ток пен кернеудің көбейтіндісіне бөліңіз, жиынтықты 100% ПӘК =P 100%/(I U) көбейтіңіз.

Тақырып бойынша бейнеролик

Назар аударыңыз! Барлық есептеулерде тиімділік 100% -дан төмен болуы керек.

Популяцияның қалыпты динамикасын қарастыру үшін әлеуметтанушылар жалпы коэффициенттерді анықтауы керек. Олардың негізгілері – туу, өлім, неке және табиғи табыс көрсеткіштері. Олардың негізінде белгілі бір уақыттағы демографиялық суретті құруға болады.

Нұсқаулар

1. Жалпы көрсеткіш салыстырмалы көрсеткіш екенін ескеріңіз. Осылайша, белгілі бір кезеңдегі, айталық, бір жылдағы туылғандар саны жалпы туу коэффициентінен ерекшеленеді. Себебі, оны тапқанда жалпы халық саны туралы деректер есепке алынады. Бұл қазіргі зерттеу нәтижелерін өткен жылдардың нәтижелерімен салыстыруға мүмкіндік береді.

2. Төлем мерзімін анықтаңыз. Мысалы, некеге тұру коэффициентін табу үшін сізге неке санының қай уақытта қатысты екенін анықтау керек. Осылайша, соңғы алты айдағы деректер бес жылдық уақыт кезеңін анықтау кезінде алатын деректерден айтарлықтай ерекшеленеді. Жалпы көрсеткішті есептеу кезінде есептеу кезеңі жылдармен көрсетілгенін ескеріңіз.

3. Жалпы халық санын анықтаңыз. Осыған ұқсас мәліметтерді халық санағының деректеріне сілтеме жасау арқылы алуға болады. Бала туудың, өлімнің, неке мен ажырасудың жалпы көрсеткіштерін анықтау үшін жалпы халық саны мен есеп айырысу кезеңін табу қажет болады. Алынған санды бөлгішке жаз.

4. Бөлімшенің орнына қажетті салыстырмалыға сәйкес шартсыз көрсеткішті қойыңыз. Айталық, егер сіздің алдыңызда әмбебап туу көрсеткішін анықтау міндеті тұрса, онда санауыштың орнында сізге қатысты кезеңде туылған балалардың жалпы санын көрсететін сан болуы керек. Егер сіздің мақсатыңыз өлім-жітім деңгейін немесе неке деңгейін анықтау болса, онда алымдардың орнына сәйкесінше есептік кезеңде қайтыс болған адамдардың санын немесе некеде тұрғандардың санын қойыңыз.

5. Алынған санды 1000-ға көбейтіңіз. Бұл сіз қалаған жалпы көрсеткіш болады. Егер сіздің алдыңызда жалпы табыс көрсеткішін табу міндеті тұрса, онда туу көрсеткішінен өлім-жітім деңгейін алып тастаңыз.

Тақырып бойынша бейнеролик

«Еңбек» сөзі адамға күнкөріс құралын беретін әрбір әрекетті білдіреді. Басқаша айтқанда, ол бұл үшін физикалық сый алады. Соған қарамастан, адамдар бос уақытында тегін немесе таза символикалық төлемге мұқтаж жандарға қолдау көрсетуге, аулалар мен көшелерді абаттандыруға, абаттандыруға және т.б. бағытталған қоғамдық пайдалы жұмыстарға қатысуға дайын. Мұндай еріктілердің саны әлі де көп болуы мүмкін, бірақ олар өз қызметтерінің қай жерде қажет болуы мүмкін екенін жиі білмейді.

Нұсқаулар

1. Қоғамдық пайдалы еңбектің белгілі түрлерінің бірі – қайырымдылық. Ол халықтың мұқтаж, әлеуметтік осал топтарына: мүгедектерге, қарттарға, панасыздарға көмек көрсетуді қамтиды. Бір сөзбен айтқанда, қандай да бір себептермен қиын өмірлік жағдайға тап болған әрбір адамға.

2. Мұндай көмек көрсетуге қатысқысы келетін еріктілер жақын жердегі қайырымдылық ұйымдарына немесе қоғамдық көмек көрсету бөлімшелеріне хабарласуы керек. Сіз жақын маңдағы шіркеуден сұрай аласыз - дін қызметкері оның қай отарына әсіресе қолдау қажет екенін біледі.

3. Сіз өзіңіздің тұрғылықты жеріңізде сөзбе-сөз бастама көтере аласыз - шотында барлық рубльі бар жалғызбасты зейнеткерлер, мүгедектер немесе жалғызбасты аналар көп пәтерлі үйде тұруы мүмкін. Оларға мүмкіндігінше көмек көрсетіңіз. Ол міндетті түрде ақшалай садақадан тұруы міндетті емес - айталық, дәрі-дәрмек сатып алу үшін мезгіл-мезгіл азық-түлік дүкеніне немесе дәріханаға баруға болады.

4. Көптеген адамдар туған қаласын абаттандыруға атсалысқысы келеді. Олар жергілікті муниципалитеттің тиісті құрылымдарына, айталық, аумақтарды тазарту мен абаттандыруға жауаптыларға хабарласуы керек. Жұмыс болатын шығар. Сонымен қатар, айталық, өз бастамасымен үйдің терезелерінің астына гүлзар жасап, гүлдер отырғызуға рұқсат етіледі.

5. Жануарларды шынымен жақсы көретін, қаңғыбас иттер мен мысықтарға көмектескісі келетін адамдар бар. Егер сіз осы санатқа жатсаңыз, жануарларды қорғау жөніндегі жергілікті ұйымдарға немесе жануарларға арналған баспана иелеріне хабарласыңыз. Егер сіз хайуанаттар бағы бар үлкен қалада тұрсаңыз, жануарларды күту үшін көмекшілер қажет пе деп әкімшіліктен сұраңыз. Әдеттегідей, мұндай көмек ұсыныстарын ризашылықпен қарсы алады.

6. Жас ұрпақ тәрбиесін ұмытуға болмайды. Егер ынталы волонтер, айталық, қандай да бір мектеп клубында немесе мәдени-шығармашылық орталықта сабақ бере алса, ол үлкен пайда әкеледі. Бір сөзбен айтқанда, қамкөңіл жандарға, кез келген талғам мен ықтималдылыққа сай әлеуметтік қолайлы жұмыс көп. Тілек болар еді.

Ылғалдылық индикаторы - микроклимат параметрлерін анықтау үшін қолданылатын көрсеткіш. Егер сізде аймақтағы жауын-шашын туралы ақпарат болса, оны есептеуге болады.

Ылғалдылық индексі

Ылғалдандыру коэффициенті - бұл белгілі бір аймақтағы микроклиматтық ылғалдылық дәрежесін бағалау үшін метеорология саласындағы мамандар әзірлеген арнайы көрсеткіш. Микроклимат белгілі бір аумақтағы ауа райы жағдайына ұзақ мерзімді реакцияны білдіретіні ескерілді. Демек, ылғалдылық көрсеткішін де ұзақ уақыт бойы қарастыру туралы шешім қабылданды: әдеттегідей, бұл көрсеткіш жыл бойы жиналған деректер негізінде есептеледі, осылайша, ылғалдылық көрсеткіші осы кезеңде жауатын жауын-шашынның қаншалықты көп екенін көрсетеді қарастырылып жатқан аймақта. Бұл өз кезегінде осы аймақтағы өсімдіктердің басым түрін анықтайтын негізгі факторлардың бірі болып табылады.

Ылғалдылық көрсеткішін есептеу

Ылғалдылық көрсеткішін есептеу формуласы келесідей: K = R / E. Бұл формулада K таңбасы ылғалдылық көрсеткішінің өзін, ал R таңбасы бір жыл ішінде берілген аумақта жауған жауын-шашын мөлшерін білдіреді, көрсетілген. миллиметрде. Ақырында, Е таңбасы сол уақыт аралығында жер бетінен буланған жауын-шашын мөлшерін білдіреді. Миллиметрмен де көрсетілген жауын-шашынның көрсетілген мөлшері топырақтың түріне, белгілі бір уақытта белгілі бір аймақтағы температураға және басқа факторларға байланысты. Демек, берілген формуланың көрінетін қарапайымдылығына қарамастан, ылғалдылық көрсеткішін есептеу дәлме-дәл аспаптарды пайдалана отырып, көптеген алдын-ала өлшеулерді талап етеді және тек жеткілікті үлкен метеорологтар тобымен жүзеге асырылуы мүмкін, өз кезегінде, ылғалдылық көрсеткішінің мәні белгілі бір аумақта, барлық осы көрсеткіштерді ескере отырып, әдеттегідей, осы аймақта өсімдіктердің қай түрі басым екенін жоғары сенімділікпен анықтауға мүмкіндік береді. Осылайша, егер ылғалдылық индексі 1-ден асса, бұл тайга, тундра немесе орман-тундра сияқты өсімдіктердің артықшылығын тудыратын осы аймақтағы ылғалдылықтың жоғары деңгейін көрсетеді. Қанағаттанарлық ылғалдылық деңгейі 1 ылғалдылық индексіне сәйкес келеді және әдеттегідей аралас немесе жалпақ жапырақты ормандардың басым болуымен сипатталады. Ылғалдылық көрсеткіші 0,6-дан 1-ге дейін орманды дала аймақтарына, 0,3-0,6-ға дейін далаларға, 0,1-ден 0,3-ке дейін жартылай шөлді аймақтарға, 0-ден 0,1-ге дейін шөлейттерге тән.

Тақырып бойынша бейнеролик

jprosto.ru

Тиімділік

Дачада демалып жатырмыз делік, құдықтан су алу керек. Біз оған шелек түсіреміз, суды жинап, оны көтере бастаймыз. Біздің мақсатымыз не екенін ұмыттыңыз ба? Дұрыс: су алыңыз. Бірақ қараңызшы: біз суды ғана емес, шелектің өзін де, ілулі тұрған ауыр тізбекті де көтеріп жатырмыз. Бұл екі түсті көрсеткі арқылы бейнеленген: біз көтеретін жүктің салмағы судың салмағы мен шелек пен шынжырдың салмағының қосындысы.

Жағдайды сапалы түрде қарастыратын болсақ, біз: су көтерудің пайдалы жұмыстарымен қатар, басқа жұмыстарды да орындаймыз - шелек пен шынжырды көтеру. Әрине, шынжыр мен шелексіз біз суды тарта алмас едік, бірақ түпкі мақсат тұрғысынан олардың салмағы бізге «зиян». Егер бұл салмақ аз болса, онда жалпы атқарылған жұмыс та аз болар еді (сол пайдалы жұмыспен).

Енді осы жұмыстарды сандық зерттеуге көшіп, тиімділік деп аталатын физикалық шаманы енгізейік.

Тапсырма. Жүк тиегіш өңдеуге таңдалған алмаларды себеттерден көлікке құяды. Бос себеттің массасы 2 кг, ал ондағы алма 18 кг. Жүктегіштің жалпы жұмысынан пайдалы еңбегінің үлесі қандай?

Шешім. Толық жұмыс - себеттердегі алмаларды жылжыту. Бұл жұмыс алмаларды көтеру мен себетті көтеруден тұрады. Маңызды: алмаларды көтеру пайдалы жұмыс, бірақ себеттерді көтеру «пайдасыз», өйткені тиегіш жұмысының мақсаты тек алмаларды жылжыту болып табылады.

Белгілеуді енгізейік: Fя – қолдар тек алмаларды жоғары көтеретін күш, ал Fк – қолдар тек себетті жоғары көтеретін күш. Бұл күштердің әрқайсысы сәйкес ауырлық күшіне тең: F=mg.

A = ±(F||· l)  формуласын пайдаланып, осы екі күштің жұмысын «жазамыз»:

Auseful = +Fя · lя = mя g · h және Auseless = +Fк · lк = mк g · h

Жалпы жұмыс екі жұмыстан тұрады, яғни олардың қосындысына тең:

Afull = Әсерлі + Әдіссіз = mя g h + mк g h = (mя + mк) · g h

Есепте бізге жүк тиеушінің жалпы жұмысынан пайдалы жұмысының үлесін есептеу ұсынылады. Мұны пайдалы жұмысты жалпыға бөлу арқылы жасайық:

Физикада мұндай үлестер әдетте пайызбен көрсетіледі және гректің «η» әрпімен белгіленеді (оқыңыз: «осы»). Нәтижесінде біз аламыз:

η = 0,9 немесе η = 0,9 100% = 90%, бұл бірдей.

Бұл сан жүк тиеушінің жалпы жұмысының 100 пайызынан оның пайдалы еңбегінің үлесі 90 пайызды құрайтынын көрсетеді. Мәселе шешілді.

Пайдалы жұмыстың жалпы орындалған жұмысқа қатынасына тең физикалық шаманың физикада өзіндік атауы бар - тиімділік - тиімділік коэффициенті:

Осы формуланы пайдаланып тиімділікті есептегеннен кейін ол әдетте 100% көбейтіледі. Және керісінше: тиімділікті осы формулаға ауыстыру үшін оның мәнін 100%-ға бөлу арқылы пайыздан ондық бөлшекке түрлендіру керек.

question-physics.ru

Жылу қозғалтқышының тиімділігі. Жылу қозғалтқышының тиімділігі

Көптеген машиналар түрлерінің жұмысы жылу қозғалтқышының ПӘК сияқты маңызды көрсеткішпен сипатталады. Жыл сайын инженерлер отын шығынын азайта отырып, оны пайдаланудан максималды нәтиже беретін жетілдірілген жабдықты жасауға ұмтылады.

Жылу қозғалтқышының құрылғысы

Тиімділіктің не екенін түсінбес бұрын, бұл механизм қалай жұмыс істейтінін түсіну керек. Оның әрекет ету принциптерін білмей, бұл көрсеткіштің мәнін білу мүмкін емес. Жылу қозғалтқышы - бұл ішкі энергияны пайдаланып жұмыс жасайтын құрылғы. Жылу энергиясын механикалық энергияға түрлендіретін кез келген жылу машинасы температура жоғарылағанда заттардың жылулық кеңеюін пайдаланады. Қатты денелі қозғалтқыштарда заттың көлемін ғана емес, дененің пішінін де өзгертуге болады. Мұндай қозғалтқыштың әрекеті термодинамика заңдарына бағынады.

Жұмыс принципі

Жылу қозғалтқышы қалай жұмыс істейтінін түсіну үшін оның конструкциясының негіздерін қарастыру қажет. Құрылғының жұмыс істеуі үшін екі корпус қажет: ыстық (жылытқыш) және суық (тоңазытқыш, салқындатқыш). Жылу қозғалтқыштарының жұмыс принципі (жылу қозғалтқышының тиімділігі) олардың түріне байланысты. Көбінесе тоңазытқыш бу конденсаторы болып табылады, ал қыздырғыш - от жағуға арналған отынның кез келген түрі. Идеал жылу қозғалтқышының ПӘК келесі формула бойынша табылады:

Тиімділік = (Theating - Cooling) / Theating x 100%.

Бұл жағдайда нақты қозғалтқыштың тиімділігі ешқашан осы формула бойынша алынған мәннен асып кете алмайды. Сондай-ақ бұл көрсеткіш ешқашан жоғарыда аталған мәннен аспайды. Тиімділікті арттыру үшін көбінесе қыздырғыштың температурасы көтеріледі және тоңазытқыштың температурасы төмендейді. Бұл процестердің екеуі де жабдықтың нақты жұмыс жағдайларымен шектеледі.

Жылу қозғалтқышы жұмыс істегенде, жұмыс орындалады, өйткені газ энергияны жоғалта бастайды және белгілі бір температураға дейін салқындайды. Соңғысы әдетте қоршаған атмосферадан бірнеше градусқа жоғары. Бұл тоңазытқыштың температурасы. Бұл арнайы құрылғы пайдаланылған буды салқындату және кейіннен конденсациялауға арналған. Конденсаторлар бар жерлерде тоңазытқыштың температурасы кейде қоршаған орта температурасынан төмен болады.

Жылу машинасында дене қызып, кеңейгенде, жұмыс істеу үшін өзінің барлық ішкі энергиясын бере алмайды. Жылудың бір бөлігі пайдаланылған газдармен немесе бумен бірге тоңазытқышқа беріледі. Жылулық ішкі энергияның бұл бөлігі сөзсіз жоғалады. Отынның жануы кезінде жұмыс сұйықтығы қыздырғыштан Q1 жылуының белгілі мөлшерін алады. Сонымен бірге ол әлі де А жұмысын орындайды, оның барысында жылу энергиясының бір бөлігін тоңазытқышқа береді: Q2

Эффективтілік энергияны түрлендіру және беру саласындағы қозғалтқыштың тиімділігін сипаттайды. Бұл көрсеткіш жиі пайызбен өлшенеді. Тиімділік формуласы:

η*A/Qx100%, мұндағы Q – жұмсалған энергия, А – пайдалы жұмыс.

Энергияның сақталу заңына сүйене отырып, тиімділік әрқашан бірліктен аз болады деп қорытынды жасауға болады. Басқаша айтқанда, оған жұмсалған энергиядан артық пайдалы жұмыс ешқашан болмайды.

Қозғалтқыштың өнімділігі - пайдалы жұмыстың қыздырғышпен берілетін энергияға қатынасы. Оны келесі формула түрінде көрсетуге болады:

η = (Q1-Q2)/ Q1, мұндағы Q1 – қыздырғыштан алынған жылу, ал Q2 – тоңазытқышқа берілетін жылу.

Жылу қозғалтқышының жұмысы

Жылу машинасының жұмысы келесі формула бойынша есептеледі:

A = |QH| - |QX|, мұндағы А – жұмыс, QH – қыздырғыштан алынатын жылу мөлшері, QX – салқындатқышқа берілетін жылу мөлшері.

|QH| - |QX|)/|QH| = 1 - |QX|/|QH|

Ол қозғалтқыштың атқарған жұмысының алынған жылу мөлшеріне қатынасына тең. Бұл тасымалдау кезінде жылу энергиясының бір бөлігі жоғалады.

Карно қозғалтқышы

Жылу қозғалтқышының максималды ПӘК-і Карно құрылғысында байқалады. Бұл бұл жүйеде тек қыздырғыштың (Tn) және салқындатқыштың (Tx) абсолютті температурасына байланысты екеніне байланысты. Карно циклі бойынша жұмыс істейтін жылу машинасының ПӘК келесі формуламен анықталады:

(Tn - Tx)/ Tn = - Tx - Tn.

Термодинамика заңдары мүмкін болатын максималды тиімділікті есептеуге мүмкіндік берді. Бұл көрсеткішті алғаш рет француз ғалымы және инженері Сади Карно есептеген. Ол идеал газда жұмыс істейтін жылу машинасын ойлап тапты. Ол 2 изотерма және 2 адиабат циклінде жұмыс істейді. Оның жұмыс істеу принципі өте қарапайым: қыздырғыш газы бар ыдысқа қосылады, нәтижесінде жұмыс сұйықтығы изотермиялық түрде кеңейеді. Сонымен бірге ол жұмыс істейді және белгілі бір мөлшерде жылу алады. Содан кейін ыдыс жылу оқшауланады. Осыған қарамастан, газ кеңейе береді, бірақ адиабатты түрде (қоршаған ортамен жылу алмасусыз). Бұл кезде оның температурасы тоңазытқыштың температурасына дейін төмендейді. Осы кезде газ тоңазытқышпен жанасады, соның нәтижесінде изометриялық қысу кезінде белгілі бір мөлшерде жылу бөледі. Содан кейін ыдыс қайтадан термиялық оқшауланады. Бұл жағдайда газ бастапқы көлеміне және күйіне дейін адиабатты түрде сығылады.

Сорттары

Қазіргі уақытта әртүрлі принциптерде және әртүрлі отынмен жұмыс істейтін жылу қозғалтқыштарының көптеген түрлері бар. Олардың барлығының өзіндік тиімділігі бар. Оларға мыналар жатады:

Жанармайдың химиялық энергиясының бір бөлігі механикалық энергияға айналатын механизм болып табылатын іштен жанатын қозғалтқыш (поршень). Мұндай құрылғылар газ немесе сұйық болуы мүмкін. 2 тактілі және 4 тактілі қозғалтқыштар бар. Олардың үздіксіз жұмыс циклі болуы мүмкін. Жанармай қоспасын дайындау әдісіне сәйкес мұндай қозғалтқыштар карбюраторлы (сыртқы қоспаның қалыптасуымен) және дизельді (ішкі) болып табылады. Энергия түрлендіргішінің түріне қарай олар поршенді, реактивті, турбиналық және аралас болып бөлінеді. Мұндай машиналардың ПӘК 0,5-тен аспайды.

Стирлинг қозғалтқышы - бұл жұмыс сұйықтығы шектеулі кеңістікте орналасқан құрылғы. Бұл сыртқы жану қозғалтқышының бір түрі. Оның жұмыс істеу принципі оның көлемінің өзгеруіне байланысты энергияны өндірумен денені мерзімді салқындату/жылытуға негізделген. Бұл ең тиімді қозғалтқыштардың бірі.

Отынның сыртқы жануы бар турбиналық (айналмалы) қозғалтқыш. Мұндай қондырғылар көбінесе жылу электр станцияларында кездеседі.

Турбиналық (айналмалы) іштен жанатын қозғалтқыштар жылу электр станцияларында шарықтау режимінде қолданылады. Басқалар сияқты кең таралмаған.

Турбиналық қозғалтқыш винт арқылы өз күшінің бір бөлігін жасайды. Қалғаны пайдаланылған газдардан алынады. Оның конструкциясы - айналмалы қозғалтқыш (газ турбинасы), оның білігіне пропеллер орнатылған.

Жылу қозғалтқыштарының басқа түрлері

Пайдаланылған газдардан күш алатын зымыран, турбореактивті және реактивті қозғалтқыштар.

Қатты күйдегі қозғалтқыштар отын ретінде қатты заттарды пайдаланады. Жұмыс кезінде оның көлемі емес, пішіні өзгереді. Жабдықты пайдалану кезінде температураның өте аз айырмашылығы қолданылады.

Тиімділікті қалай арттыруға болады

Жылу қозғалтқышының ПӘК-ін арттыруға болады ма? Жауапты термодинамикадан іздеу керек. Ол энергияның әртүрлі түрлерінің өзара түрленуін зерттейді. Барлық қолда бар жылу энергиясын электрлік, механикалық және т.б. түрлендіру мүмкін емес екені анықталды. Алайда олардың жылу энергиясына айналуы ешқандай шектеусіз жүреді. Бұл жылу энергиясының табиғаты бөлшектердің ретсіз (хаотикалық) қозғалысына негізделгеніне байланысты мүмкін.

Дене неғұрлым қызған сайын, оны құрайтын молекулалар соғұрлым тезірек қозғалады. Бөлшектердің қозғалысы одан да тұрақсыз болады. Сонымен қатар, тәртіп оңай тәртіпсіздікке айналуы мүмкін екенін бәрі біледі, бұл тапсырыс беру өте қиын.

fb.ru

« Физика – 10 сынып»

Есептерді шығару үшін жылу машиналарының ПӘК анықтау үшін белгілі өрнектерді қолдану керек және (13.17) өрнек идеалды жылу қозғалтқышы үшін ғана жарамды екенін есте ұстау керек.

1-тапсырма.

Бу машинасының қазанында температура 160 °C, ал тоңазытқыштың температурасы 10 °C.
Меншікті жану жылуы 2,9 10 7 Дж/кг массасы 200 кг көмірді ПӘК 60% пеште жағу кезінде машина теориялық тұрғыдан қанша жұмыс атқара алады?

Шешім.

Максималды жұмысты Карно циклі бойынша жұмыс істейтін идеалды жылу машинасы орындауға болады, оның ПӘК η = (T 1 - T 2)/T 1, мұндағы T 1 және T 2 - қыздырғыштың абсолютті температуралары және тоңазытқыш. Кез келген жылу машинасы үшін ПӘК η = A/Q 1 формуласымен анықталады, мұндағы А - жылу машинасының орындайтын жұмысы, Q 1 - қыздырғыштан машина алатын жылу мөлшері.
Есептің шарттарынан Q 1 отынның жануы кезінде бөлінетін жылу мөлшерінің бір бөлігі екені түсінікті: Q 1 = η 1 мк.

Сонда A = η 1 mq(1 - T 2 /T 1) = 1,2 10 9 Дж қайда болады.

2-тапсырма.

Қуаты N = 14,7 кВт болатын бу машинасы 1 сағат жұмыс кезінде салмағы m = 8,1 кг отын жұмсайды, меншікті жану жылуы q = 3,3 10 7 Дж/кг.
Қазандықтың температурасы 200 °C, тоңазытқыш 58 °C.
Осы машинаның ПӘК-ін анықтаңыз және оны идеалды жылу қозғалтқышының ПӘК-імен салыстырыңыз.

Шешім.

Жылу машинасының ПӘК орындалған механикалық жұмыс А-ның отынды жағу кезінде бөлінетін Qlt жылуының жұмсалған мөлшеріне қатынасына тең.
Жылу мөлшері Q 1 = мк.

Бір уақытта орындалған жұмыс A = Nt.

Осылайша, η = A/Q 1 = Nt/qm = 0,198, немесе η ≈ 20%.

Идеал жылу қозғалтқышы үшін η < η ид.

3-тапсырма.

ПӘК η болатын идеалды жылу қозғалтқышы кері циклде жұмыс істейді (13.15-сурет).

А механикалық жұмысты орындау арқылы тоңазытқыштан қанша жылуды алуға болады?

Тоңазытқыш машина кері циклде жұмыс істейтіндіктен, жылу азырақ қызған денеден көп қызған денеге өтуі үшін сыртқы күштердің оң жұмыс істеуі қажет.
Тоңазытқыш машинаның принципиалды сұлбасы: тоңазытқыштан Q 2 жылу мөлшері алынады, жұмыс сыртқы күштермен орындалады және қыздырғышқа Q 1 жылу мөлшері беріледі.
Демек, Q 2 = Q 1 (1 - η), Q 1 = A/η.

Ақырында, Q 2 = (A/η)(1 - η).

Дереккөз: «Физика – 10 сынып», 2014, оқулық Мякишев, Буховцев, Сотский

Термодинамика негіздері. Жылу құбылыстары – Физика, 10-сыныпқа арналған оқулық – Кабинеттік физика

Тиімділік коэффициенті (тиімділік)энергияны түрлендіруге немесе беруге қатысты жүйе өнімділігінің сипаттамасы болып табылады, ол пайдаланылған пайдалы энергияның жүйе қабылдаған жалпы энергияға қатынасымен анықталады.

Тиімділік- әдетте пайызбен көрсетілген өлшемсіз шама:

Жылу машинасының өнімділік коэффициенті (ПӘК) мына формуламен анықталады: , мұндағы A = Q1Q2. Жылу қозғалтқышының ПӘК әрқашан 1-ден аз.

Карно цикліжұмыс сұйықтығымен орындалатын екі изотермиялық және екі адиабаталық процестерден тұратын қайтымды айналмалы газ процесі.

Екі изотерма мен екі адиабатты қамтитын дөңгелек цикл максималды тиімділікке сәйкес келеді.

Француз инженері Сади Карно 1824 жылы идеалды жылу қозғалтқышының максималды ПӘК формуласын шығарды, мұнда жұмыс сұйықтығы идеал газ болып табылады, оның циклі екі изотермадан және екі адиабаттан тұрады, яғни Карно циклі. Карно циклі – изотермиялық процесте жұмыс сұйықтығына берілетін жылу есебінен жұмыс атқаратын жылу қозғалтқышының нақты жұмыс циклі.

Карно циклінің ПӘК формуласы, яғни жылу машинасының максималды ПӘК формуласы келесідей: , мұндағы T1 - қыздырғыштың абсолютті температурасы, T2 - тоңазытқыштың абсолютті температурасы.

Жылу қозғалтқыштары- бұл жылу энергиясы механикалық энергияға айналатын құрылымдар.

Жылу қозғалтқыштары дизайны мен мақсаты бойынша әртүрлі. Оларға бу қозғалтқыштары, бу турбиналары, іштен жанатын қозғалтқыштар және реактивті қозғалтқыштар жатады.

Дегенмен, әртүрлілікке қарамастан, негізінен әртүрлі жылу қозғалтқыштарының жұмысы жалпы сипаттамаларға ие. Әрбір жылу қозғалтқышының негізгі компоненттері:

• жылытқыш;
• жұмыс сұйықтығы;
• тоңазытқыш.

Қыздырғыш қозғалтқыштың жұмыс камерасында орналасқан жұмыс сұйықтығын қыздыру кезінде жылу энергиясын шығарады. Жұмыс сұйықтығы бу немесе газ болуы мүмкін.

Жылу мөлшерін қабылдағаннан кейін газ кеңейеді, өйткені оның қысымы сыртқы қысымнан жоғары және поршеньді жылжытып, оң жұмыс жасайды. Бұл кезде оның қысымы төмендеп, көлемі артады.

Егер біз бірдей күйлер арқылы өтетін, бірақ қарама-қарсы бағытта газды қыссақ, онда біз бірдей абсолютті мәнді орындаймыз, бірақ теріс жұмыс. Нәтижесінде циклдегі барлық жұмыс нөлге тең болады.

Жылу қозғалтқышының жұмысы нөлден өзгеше болуы үшін газды сығу жұмысы кеңейту жұмысынан аз болуы керек.

Сығымдау жұмысы кеңейту жұмысынан аз болуы үшін сығымдау процесі төмен температурада жүруі керек, бұл үшін жұмыс сұйықтығы салқындатылуы керек, сондықтан дизайнға тоңазытқыш кіреді; жылу қозғалтқышының. Жұмыс сұйықтығы онымен жанасқан кезде жылуды тоңазытқышқа береді.