Effektivitet (fysik): Definition, formler og eksempler

For for eksempel i en bil er det brændende brændstof varmekilden, miljøet omkring bilen er det kolde reservoir, og forbrændingsmotoren er det, der gør arbejdet ved at omdanne varmen til udstødning, når den bevæger stemplerne og roterer krumtapakslen, hvilket giver bilen mulighed at køre.
Energieffektivitet af en varmemotor

En varmemotors effektivitet er forholdet mellem usefu Jeg arbejder udført af systemet (også kaldet systemets nyttige energi eller outputenergi) over den varmeenergi, der tilføjes systemet (inputenergien).

Det er et mål for hvor god varmemotor er ved at omdanne varmeenergi til mekanisk arbejde.

Matematisk:

Hvor W er udført, tilføjes Q
varme, og begge er angivet i SI-enhed for energi: joule.

Da effektivitet er et forhold, udtrykkes det altid som en procentdel eller som en værdi mellem 0 (ingen effektivitet) og 1 (total effektivitet - al inputenergi konverteret til nyttig output) . Effektiviteten kan aldrig være mere end 1 eller 100 procent, fordi det ville bryde loven om bevarelse af energi, hvis energimængden var mere end den energi, der blev sat i! Dette ville indebære, at der blev skabt energi fra intet, en umulighed i dette univers.
Carnot Efficiency -

En Carnot-cyklus er en termodynamisk cyklus med den maksimale mulige effektivitet. Fordi ingen processer i naturen er perfekt reversible - en vis energi går altid tabt som varme takket være termodynamikens anden lov - beskriver en Carnot-cyklus en ideel
varmemotor. Med andre ord, ingen kunne faktisk bygge en.

Værdien af en Carnot-cyklus er ved at indstille de øvre grænser for, hvor effektiv en faktisk motor kunne være. Det udtrykkes som T _{h
og T c
, temperaturerne i henholdsvis de varme og kolde energireservoirer begge i SI-enheden i Kelvins.}

Tips

\\ textnormal {Carnot efficiency} \u003d \\ frac {T_h - T_c} {T_h}

Det kan også udtrykkes som Q _{h
og Q c
, den tilsatte varme og den varme, der er afgivet, begge i joule.}