Почему коэффициент полезного действия не может быть 100 процентов
Анонимный вопрос
23 апреля 2018 · 10,4 K
КПД 100 процентов – это предел. КПД 100% означает, что ВСЯ энергия, затраченная на получение мощности двигателя, используется им в работе. В природе такого, в принципе, никогда не бывает, и поэтому КПД ВСЕХ ДВИГАТЕЛЕЙ всегда меньше 100 процентов.
Потери энергии происходят или на преодоление силы трения рабочих частей, деталей, механизмов или по причине утери тепла (оно выходит в атмосферу). Такого двигателя, где все тепло расходуется на работу нет и придумать их в условиях земного шара очень тяжело. Тут нужна невесомость, вакуум, отсутствие трения (что невозможно сделать даже в условиях вакуума).
В общем, 100 процентов это недостижимый предел. Проценты обозначают, какая часть энергии расходуется ПОЛЕЗНО.
Самый большой КПД имеют электродвигатели – 80-95%. Самый низкий – паровозная топка (где-то до 20%).
Теория вечных двигателей на сколько она перспективна в будущем?
За счет чего Земля ежедневно прибавляет в весе 400 тонн?
То есть по логике тех кто сделал этот вброс , за счёт допустим метеоритного вещества, хотя опять же это сомнительно в месяц Земля прибавит 5600тонн.
В год это должно выходить 2044000 тонн с учётом того что это обычный год не високосный, так вот а если и тот учитывать примерно 2049600 тонн.
Вопрос а кто учитывает это прирост массы, и каков он должен быть за якобы 5 миллиардов лет лет?
Как вы видите это та ещё ахинея.
Прочитать ещё 5 ответов
Почему чем больше скорость, тем больше масса?
Масса частицы никак не зависит от её скорости. При изменении скорости частицы изменяется только её энергия и импульс.
Зависимость энергии от массы и импульса E^2=(m*c^2)^2+(p*c)^2.
При этом, зависимость энергии от скорости E=m*c^2/sqrt(1-v^2/c^2), а импульса от скорости p=m*v/sqrt(1-v^2/c^2). если мы подставим импульс и энергию в первоначальное выражение, то получим, что масса никак не зависит от скорости, масса остаётся неизменной при ускорении частицы.
Прочитать ещё 1 ответ
Что больше вредит человеку: напряжение или сила тока?
Напряжение это потенциальная энергия. Она никак не действует, пока в цепи нет нагрузки. Ну например в пустой розетке напряжение 220 есть, а тока нет. Всю работу совершает ток, поэтому опасен именно он. Просто человека можно представить как простое сопротивление, для которого справедлив закон Ома . Поэтому чем выше приложенное напряжение, тем больше будет сила тока через него. Безопасным считается мощный источник с напряжением до 36 В. Но если очень постараться, например натереть части тела солёной водой и крепко прижаться ими к электродам с большой площадью, то и 12 В будет ощутимо по воздействию.
Прочитать ещё 2 ответа
В чем смысл справедливости? Почему люди к ней стремятся?
Интересные гипотезы на стыке знаний.
Справедливость – многостороннее понятие. Начать можно с того, что справедливость, как инстинкт заложена природой и присуща не только человеку но и многим видам животных с социальным устройством. Справедливость и наличие совести как регулятора справедливых отношений управляются определенным геном, за них отвечает конкретная область мозга человека и животных. “Отключаем” ген – отключаем функцию совести и справедливости, в итоге, в обществе рождаются социопаты, по статистике более 10-15%, но в целом в современном человеческом обществе регистрируется до 30% лиц имеющих подобного рода проблемы, и не только из-за генов. Здесь нам открываются другие стороны справедливости, как приобретенного навыка, как результата воспитания в обществе, как идеи и модели поведения. И если врожденная справедливость является “подарком” эволюции и функцией, необходимой для выживания и сохранения в стае особи, а так же и самой стаи, то человеческая справедливость в современном обществе выступает в большей степени именно как идея и модель “праведного” или “правильного” поведения в конкретном социуме, и имеет аналогичный смысл, но уже как “разумный выбор” и как инструмент социальной адаптации. Поэтому каждый применяет понятия “совести” и “справедливости” к своей жизни, приходя к своему личному их “пониманию” , и в несколько более в эгоцентричном контексте, помимо в заложенного природой социо-центричного. Таким же образом в обществе вырастают идейно-убежденные социопаты воспитанные обществом, чей добровольный отказ от идеи необходимости следования принципам совести, справедливости и “любви к ближнему”, и даже самой идеи “возможности существования Любви как таковой” становится принципом жизни, способом социальной адаптации и получения выгод от современного общества, в котором процветают и поощряются потребительство, равнодушие, жестокость социальное неравенство, ЛГБТ и т.д… Тем не менее, каким бы ни был наш “разумный выбор” и как ни было бы искажено наше понимание справедливости , если нам присущи и противоборствуют врожденные справедливость и чувство совести, они неизбежно будут вмешиваться в нашу жизнь даже “мешая нам” в некоторых случаях и возвращая нас на “путь истинный”. И тогда мы бежим к психологам, невропатологам, психиатрам со своими неврозами, считая что к проблемам с нервами привела наша “излишняя совестливость”, что нас “в детстве бабушки нас стыдили за что-либо или брали с собой, заставляя ходить в церковь“, но на самом деле мы просто не хотим признать, что когда-то, повзрослев, мы сделали свой “сознательный выбор” (отказались от Веры, от своей “излишней совестливости”, справедливости к окружающим, любви, в пользу моральной, нравственной “свободы” и материальных благ), отклонились от курса и сошли с пути заложенного в нас природой. Именно поэтому мы теперь вынужденно ищем “справедливости” всю свою жизнь.
ЗЫ: Я считаю, именно любовь и есть неисчерпаемый источник справедливости, и вернувшись к идее истинной христианской любви к ближнему, мы без сомнения вернем в наше общество ту самую справедливость которую так ищем. И моё твердое убеждение, что должна быть искома не та “справедливость”, которую “я жду” от общества или Бога, а та, которая рождается в нас в отношении других, пример которой мы подаем сами, которая будучи посеяна нами приживается, укореняется и возрастает вокруг нас .
Прочитать ещё 7 ответов
uno
Профи
(646)
14 лет назад
Любые процессы в замкнутой системе протекают с неубыванием энтропии. Однако в системе не замкнутой КПД может быть больше 100 процентов! Пример: тепловой насос.
Источник: Курс термодинамики.
did mazaj
Мыслитель
(7241)
14 лет назад
Потери, братан, потери, убытки, блин… Трения всевозможныя! Природа сопротивляется любому движению. Ей все по барабану, хочет покоя… А тут ты со своми двигателями-генераторами… Даже пальцем пошевелить – и тут надо затратить энергию, а ты говоришь… Даже падающая в вакууме пустая консервная банка тормозится всевозможными полями, шальными нейтронами, и пробивается навылет бродячими нейтрино… О как! Да еще жена требует 100% получки… Вот у кого надо учиться!
tiger
Гуру
(3426)
14 лет назад
как все бросились посылать человека к учебнику физики. но уж если обращаться к ней, так обращаться с уважением, а не поминать в суе
КПД может быть 100%. Философские речи рьяных товарищей поэтому смело сливайте в унитаз.
А прежде чем ставить вопрос, уточните КПД чего именно? Оптиковолоконной передачи, трансформатора – там тоже применяется понятие КПД, хотя оно не то же самое что в механике, где это полезная работа деленная на полную. Сверхпроводники? Квантовый транзистор?
Если же более простые материи, то – в тепловой машине не может быть 100%, потому что надо часть тепла выбросить в природу, иначе это тепло не будет передаваться от холодного к теплому, совершая при этом действие нужное нам. Но если в пруду – теплонакопителе купаются дети, считайте что КПД 100%, потому что дети нагрелись этим потерянным теплом. А так – больше 40% не получите
У электродвижков КПД приближается к 99%, как верно было сказано – трение и рассеяние мешают. + теплопотери ( трение, как бы не думали, зачастую не главная причина )
ciliegia_gelato
Мыслитель
(9375)
14 лет назад
КПД 100% может быть на ответах мейл.ру. Регистрируешься под новым именем, отвечаешь на 1 вопрос, но так, чтобы автор обязательно выбрал его лучшим. Больше ни на какие вопросы не отвечаешь и вот тебе пожалуйста КПД 100%. Вопреки всем законам!
Login Svasilie
Гуру
(3802)
14 лет назад
КПД может быть больше ста процентов. Ответ дал Mart, а я приведу пример.
Берём холодильник и ставим его в дверной проём дверцей на улицу. Дверцы холодильника открываем, холодильник включаем. Меряём потреблённую холодильником мощность от сети электропитания. Меряем повышение температуры в помещении. Понимаем, что затратили энергии меньше, чем получили в виде нагретого воздуха.
Для успешного опыта следует обеспечить изоляцию внутреннего воздушного пространства помещения – важно, хтобы холодильник был единственным пунктом передачи тепла.
[vs]
Просветленный
(30373)
14 лет назад
Потому что материалы, из которых состоит система не могут быть абсолютно твёрдыми, жидкими, не иметь массы, не иметь трения или наоборот не могуи иметь абсолютно сцепление.
кстати, водородная (термоядерная) бомба имеет самы высоки КПД 😉
Виктория Языкова
Ученик
(137)
3 года назад
КПД не может быть равен или больше 100 %, он всегда меньше 100%, потому что в механическую энергию можно превратить только часть энергии, выделившейся при сгорании топлива
Svetoslav i K 2 года назад Любителям похвастать школьными знаниями стоит быть по внимательнее к словам и гибче мышлением, а то потом читая инструкцию к своей сплит системе можно получить разрыв шаблона – получение тепловой мощности 2,5квт при затраченных 700вт. Так работает тепловой насос. автор вопроса выбрал этот ответ лучшим TextExpert 3 года назад Вопрос интересный и я могу ответить на него так – да, может, но только не сам КПД, а перенос энергии больший, чем затрачено на сам процесс. Казалось бы – это вечный двигатель какой-то получается или попираются все известные законы физики, но кондиционеры (точнее – тепловой насос в них)) работают именно так на затраченный Квт могут дать “прирост” в 2,5-5 раз, иными словами тепла (полезного) переносится в несколько раз больше затрат. Это называется коэффициентом теплового трансформирования, он высчитывается по формуле: Значения в приведенной формуле означают следующее: А вот классический КПД не может превышать значения в 100%. андреюшка 7 лет назад КПД 100 процентов – это предел. КПД 100% означает, что ВСЯ энергия, затраченная на получение мощности двигателя, используется им в работе. В природе такого, в принципе, никогда не бывает, и поэтому КПД ВСЕХ ДВИГАТЕЛЕЙ всегда меньше 100 процентов. Потери энергии происходят или на преодоление силы трения рабочих частей, деталей, механизмов или по причине утери тепла (оно выходит в атмосферу). Такого двигателя, где все тепло расходуется на работу нет и придумать их в условиях земного шара очень тяжело. Тут нужна невесомость, вакуум, отсутствие трения (что невозможно сделать даже в условиях вакуума). В общем, 100 процентов это недостижимый предел. Проценты обозначают, какая часть энергии расходуется ПОЛЕЗНО. Самый большой КПД имеют электродвигатели – 80-95%. Самый низкий – паровозная топка (где-то до 20%). Андрей 3101 7 лет назад 1.Скажем сплит-система (в народе – кондиционер) при некоторых температурах наружного воздуха, скажем +5 при потреблении 1 кВт электроэнергии получаем 2,5 кВт тепловой энергии. 2.Конденсационные котлы кпд до 125 % за счет конденсации влаги из воздуха добираем процентов 30.
alexm12 7 лет назад КПД больше 1 (больше 100%), это как из стакана вылить больше 250 мл воды. Если в расчетах или на практике такое происходит, значит нечисто поставлен опыт, не учтен какой-то еще подвод энергии. Резюме – не бывает, по определению. Иначе, это не КПД. stepanoff 6 лет назад Коэффициент полезного действия(КПД)не может быть больше 100%. Даже до 100% не может дойти, так как часть энергии затрачивается на другие нужды, такие как разгон, нагрев и т.д. В любом случае будут потери. Ракитин Сергей более года назад Дело в том, что разные виды энергии имеют различную практическую ценность. Например, наименее ценной является тепловая энергия, ибо её невозможно превратить в другие формы с эффективностью 100%, да и 50% – скорее недостижимый предел. А вот любой другой вид перевести в тепло с эффективностью 100% – легко, а если немного напрячься, то и 250% и более. Тут уже приводился пример теплового насоса. При малой разности температур он позволяет на каждый затраченный киловатт-час электроэнергии перекачать от более холодного тела к более горячему несколько киловатт-часов тепловой энергии, например, с улицы в комнату. При этом если разница температур составит всего 5 градусов, то КПД этого процесса будет в районе 1000%. Знаете ответ? |
Может ли коэффициент полезного действия быть больше ста процентов
Вера в возможность построения вечного двигателя зародилась, надо полагать, в незапамятные времена. Ее истоки несомненно виделись в «вечном» движении Солнца, Луны, Звезд. Но первое письменное свидетельство о вечно движущейся машине оставил нам Пьетро Перегрино из французского города Марикура в трактате «О магнитах» (вторая половина 13 века). Не исключено, что первому экспериментальному обоснованию закона сохранения энергии мы обязаны именно ей, этой вере.
Владелец пивоваренного завода, позднее член Лондонского королевского общества, Джеймс Прескотт Джоуль, как доносят до нас некоторые биографы, не оставлял надежды на воплощение идеи вечного двигателя в реальную конструкцию, он был одержим ею. Может быть, в результате этой самой одержимости Джоуль и внес значительный вклад в исследование электромагнетизма, тепловых и криогенных явлений и в обоснование закона сохранения энергии, подрывавшего основы вечного двигателя первого рода. И возможен ли вообще научный прогресс без одержимости его носителей? Именно, такие люди становятся потом легендами, и о них слагают легенды по воле биографов и историков. Вот одна из них. Проводя многочисленные опыты с электродвигателем собственной конструкции Джоуль пользовался в качестве источников питания цинковыми батареями, которые быстро выходили из строя, в результате чего он пришел к убедительному выводу: лошадь никогда не будет вытеснена электромотором, потому что прокормить ее намного дешевле, чем заменять цинк в батареях.
Зато живая природа воспользовалась уникальными преимуществами электрохимического метода преобразования энергии, в биологическом варианте кислородно-водородный топливный элемент – основа биоэнергетики всего живого. Биохимиками установлено, что каждая клетка обязательного структурного элемента содержит некое подобие топливного элемента, использующего холодное горение водорода с кислородом. Источником водорода служит пища (жиры, белки, углеводы), кислород через легкие попадает из воздуха. Минуя мало эффективную тепловую стадию, энергия при обычных температурах в цепи окислительных процессов непосредственно преобразуется в механическую энергию мышечных волокон, осмотическую работу секреторной деятельности, в энергию биоэлектрических явлений нервных клеток, запускающих все происходящие в живом организме процессы.
Итак, во всех энергетических превращениях, происходящих в технике, живой и неживой природе энергия как не может бесследно исчезнуть, так и не может возникнуть из ничего. Но почему же КПД электрохимического генератора или полупроводникового термоэлектрического обогревателя оказался больше 100%? В чем же разгадка приведенного парадокса? Обратимся к определению КПД.
Эффективность преобразования или передачи энергии различного рода устройствами и машинами характеризуется коэффициентом полезного действия, который в общем случае определяется отношением полезно использованной энергии Wпол к суммарному количеству энергии W, полученной преобразующей системой:
η = Wпол/W.
Однако, в технике иногда учитывают не всю энергию, поступающую в систему, а только ту ее часть, для получения которой производятся реальные затраты, как молчаливо предполагалось в описанных выше случаях, тогда
η` = Wпол/Wзатр,
где Wзатр — энергия, связанная с реальными затратами на ее получение и составляющая только часть всей подводимой к системе энергии. Поскольку Wзатр < W, то из последнего определения КПД следует, что η` > η, и может быть больше 1.
Истинный коэффициент полезного действия энергетического преобразователя всегда меньше единицы из-за потерь энергии на трение, на нагревание окружающих тел и т.д. Более того, получение необходимой потребителю энергии связано с последовательностью процессов взаимных превращений разных видов энергии, на каждой ступени которых потери также неизбежны. Поэтому эффективность преобразования энергии каждого отдельного элемента трансформирующей системы характеризуется частным КПД, а общий коэффициент полезного действия всей цепи превращений равен произведению КПД отдельных ступеней (частных КПД), любой из которых не может превысить 1, а потому КПД преобразующей системы в целом заведомо меньше 1.