Sprawność


Sprawność w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania Energia wyjściowa jest zawsze mniejsza od energii wejściowej

Sprawność, sprawność energetycznaskalarna bezwymiarowa wielkość fizyczna określająca w jakim stopniu w danym procesie przekształcana jest energia jednego rodzaju w energię innego rodzaju; jest to parametr określający efektywność wykorzystania paliwa. Sprawność to stosunek ilości energii wychodzącej z procesu do ilości energii wchodzącej do procesu[1].

W praktyce sprawność charakteryzuje urządzenia, które realizują proces przemiany jakiejś postaci energii. Tak określoną sprawność można wyznaczyć następująco:

η = E w y E w e , {\displaystyle \eta ={\frac {E_{wy}}{E_{we}}},}

gdzie:

η {\displaystyle \eta } – sprawność, E w y {\displaystyle E_{wy}} – energia przetworzona w dżulach [J], E w e {\displaystyle E_{we}} – energia dostarczona [J].

Sprawność wyrażana jest w jednostkach względnych (tzn. bez tak zwanego miana) jako ułamek, często w zapisie procentowym (w procentach). Z zasady zachowania energii, której wyrazem w termodynamice jest pierwsza zasada termodynamiki, wynika, że sprawność nie może być większa od jedności, czyli od 100%. II zasada termodynamiki narzuca ograniczenie na maksymalną wartość sprawności procesów termodynamicznych[a]. Ograniczenie to można przedstawić wzorem:

η = T 1 T 2 T 1 , {\displaystyle \eta ={\frac {T_{1}-T_{2}}{T_{1}}},}

gdzie T 1 {\displaystyle T_{1}} to temperatura tzw. grzejnicy (źródła energii cieplnej), a T 2 {\displaystyle T_{2}} temperatura tzw. chłodnicy. Grzejnica i chłodnica są niezbędnymi elementami każdego zamkniętego cyklu przemian energii cieplnej w energię mechaniczną (zob. cykl Carnota). Temperatury w tym wzorze muszą mieć wartość podaną w skali Kelwina, czyli w kelwinach.


Zobacz też | edytuj kod

Uwagi | edytuj kod

  1. W roku 2014 opublikowano pracę teoretyczną, w której wykazano, że ograniczenie to w pewnych szczególnych warunkach nie jest spełnione dla kwantowego cyklu Otta[2], co nie łamie jednak II zasady termodynamiki[3].
  2. W nowoczesnych układach sprawność układów pomocniczych została znacznie zredukowana z powodu dostosowania bloku do wymogów ochrony środowiska oraz rozbudowanego układu pomp zasilających.

Przypisy | edytuj kod

  1. Sprawność. W: Aniela Topulos, Jolanta Iwańska, Elżbieta Tabaczkiewicz, Elżbieta Gontarz: Mały ilustrowany leksykon techniczny. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1982, s. 516. ISBN 83-204-0425-8.
  2. J. Rossnagel, O. Abah, F. Schmidt-Kaler, K. Singer i inni. Nanoscale Heat Engine Beyond the Carnot Limit. „Phys. Rev. Lett.”. 112 (3), s. 030602, 2014. DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.030602
  3. Robert Alicki. Comment on „Nanoscale Heat Engine Beyond the Carnot Limit”. „arXiv (Quantum Physics)”, 2014. 
Na podstawie artykułu: "Sprawność" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy