Может ли КПД быть больше 100% ? почему?
Коэффициент полезного действия не может быть больше 100 %, это противоречит закону сохранения энергия. Энергия может только переходить из одного вида в другую. Согласно определению КПД это отношение полезной работы Апол к затраченной работы Азат выраженная в процентах: КПД = Апол *100% / Азат. Затраченная работа Азат всегда больше, чем полезная работа Апол. Так как часть затраченной работы идет на преодоление сил трения и переходит в тепловую (происходит процесс нагревания). Если убрать все силы трения, то затраченная работа Азат полностью перейдет в полезную Апол, но полезная работа никогда не может быть больше затраченной.
Новости
Подбирая котел для отопления частного дома или квартиры, покупатель сравнивает характеристики и прих..
Как рассчитать мощность котла?
Небольшие объекты – квартиры в многоэтажных домах, дачи, частные дома до 200 кв. метр..
Лучший котел для отопления загородного частного дома
Как говорится, передвигаться на своем авто значительно комфортнее, чем ходить пешком, но ездить на в..
Какой газовый котел выбрать для отопления частного дома или коттеджа
Газовые котлы пользуются большим спросом среди россиян для отопления загородных частных до..
Обзор газового напольного чугунного котла Viessmann Vitogas 100-F
Мощностная линейка котлов Viessmann Vitogas 100 F от 29 кВт до 140 кВт, отапливаемая площа..
Какой котел выбрать: конвекционный или конденсационный?
Конденсационные котлы на сегодняшний день самое современное отопительное оборудование, которое ..
Обзор газового настенного котла Viessmann Vitopend 100-W
Котел Viessmann Vitopend 100-W один из лучших и надежных котлов бытовой серии, которые представ..
Обзор газового конденсационного котла Viessmann Vitodens 100-W
Vitodens 100-W начинает линейку газовых настенных котлов конденсационного типа производителя Vi..
Vitopend 100-WWH1D сменили котлы Vitopend 100-W A1JB и A1HB вкусные по цене и функционалу
Vitopend 100-WWH1D завоевал доверие многих покупателей и пользовался большим спросом. Но время не ст..
Секрет конденсационных котлов
Максимальная эффективность использования традиционного топлива на текущий момент развития отопительн..
Убедительные причины для применения эффективной жидкотопливной конденсационной техники
Только в Германии до настоящего времени работают два миллиона отопительных установок со сроком служб..
10-летняя гарантия на теплообменники из специальной стали
Все конденсационные котлы Viessmann оборудованы теплообменниками из специальной стали. Эти устройств..
Все под контролем, даже издалека — Internet Inside!
Благодаря встроенному интернет- модулю система управления отопительной установки может быть доступна..
Панель управления Energie-Cockpit делает наглядным и понятным Ваше потребление энергии
Удобное Интуитивно понятное управлениеУправление действительно очень легкое. На главной странице ото..
Приложение Vitotrol Plus App предлагает мобильное управление вашей отопительной установкой
Приложение компании Viessmann Vitotrol Plus позволяет Вам управлять отопительными установками с котл..
Обновление модельного ряда Vitocell 100-E/140-E/160-E/340-M/360-M
Новая буферная емкость для тепловых насосов Vitocell 120-E Уважаемые покупатели, обращаем Ваше вним..
Обновление модельного ряда Vitodens 200-W и Vitodens 222-F
Уважаемые покупатели, обращаем Ваше внимание, что с 01.08.2016 года в программе поставок появятся ..
Обновление модельного ряда Vitodens 200-W B2HA 49-150 кВт
Уважаемые коллеги, обращаем Ваше внимание, что с 01.08.2016 года в программе поставок появятся и буд..
Vitodens 200-W: Новая модульная каскадная система мощностью до 840 кВт
Для получения эффективной теплоотдачи от настенных газовых конденсационных котлов в широком диапазон..
Информация
Продукция
- Настенные котлы
- Напольные котлы
- Конденсационные котлы
- Водонагреватели
- Контроллеры Vitotronic
Контактная информация
ООО «ЭТ-алон» ОГРН 1157746569980
Адрес: г. Красногорск Вокзальная ул д.35
ПН-ПТ с 9-00 до 22-30
Email: info@viessmann-shop.su
Консультации по оборудованию понедельник — воскресенье с 9:00 до 18:00
© viessmann-shop.su 2016-2018
Может ли кпд быть больше 100%? почему?
Второй закон термодинамики нам поможет
Невозможно осуществить процесс единственным результатом которого был бы перевод тепла от менее нагретого тела к более нагретому. (формулировка Клаузиуса)
КПД не может быть равен 100%, т.к все равно часть энергии будет уходить в окружающую среду, т.е отдаваться холодильнику.
Невозможно осуществить циклический процесс единственным результатом которого был бы перевод тепла от нагревателя в работу (формулировка Томсона)
Увы, еще не придумали такие машины, у которые теплота от нагревателя полностью переходила в работу. Тепловой двигатель не может совершать работу без холодильника, должен же быть циклический процесс
Энергия не исчезает, она переходит из одного состояния в другое.
Новые вопросы в Физика
за 2 хвилини тіло робить 240 обертів.чому дорівнює період обертання тіла
Чему равна потенциальная энергия тела массой 1 кг на высоте 1 метр
З якою силою діє однорідне магнітне поле індукція якого 100 мТл на провідник завдовжки 15 см розташований перпендикулярно до силових ліній при силі ст … руму 240 мА И скиньте фото пожалуйста
Вычислите силу тяжести, действующие на тело массой 250г. Считать g = 10 H/кг
З якою силою діє однорідне магнітне поле індукція якого 100 мТл на провідник завдовжки 15 см розташований перпендикулярно до силових ліній при силі ст … руму 240 И скиньте фото пожалуйста
Что такое эффективность. Разбираемся, что такое КПД
Мы решили выяснить, что такое эффективность. Хотя бы применительно к технике, где ее часто отождествляют с коэффициентом полезного действия, КПД. Как выяснилось, КПД далеко не всегда можно однозначно измерить, иногда оказывается, что больше ста процентов и часто больше — не значит лучше.
КПД, по своему определению, это отношение полученной энергии к затраченной. Если двигатель сжигает бензин и только треть образовавшегося тепла превращается в энергию движения автомобиля, то КПД равен одной трети или (округляя до целых) 33%. Если лампочка дает световой энергии в пятьдесят раз меньше потребляемой электрической, ее КПД равен 1/50 или 2%. Однако тут сразу возникает вопрос: а если лампочка продается как инфракрасный обогреватель? После того как продажа ламп накаливания была запрещена, точно такие же по конструкции устройства стали продаваться как «инфракрасные обогреватели», поскольку именно в тепло преобразуется свыше 95% электроэнергии.
(Бес)полезное тепло
Обычно тепло, выделяющееся при работе чего-либо, записывают в потери. Но это далеко не бесспорно. Электростанция, например, превращает в электроэнергию примерно треть выделяющегося при сгорании газа или угля тепла, однако еще часть энергии может при этом пойти на нагрев воды. Если горячее водоснабжение и теплые батареи тоже записать в полезные результаты работы ТЭЦ, то КПД вырастет на 10-15%.
Схожим примером может служить автомобильная «печка»: она передает в салон часть тепла, образующегося при работе двигателя. Это тепло может быть полезным и необходимым, а может рассматриваться как потери: по этой причине оно обычно не фигурирует в расчетах КПД автомобильного мотора.
Особняком стоят такие устройства, как тепловые насосы. Их КПД, если считать его по соотношению выданного тепла и затраченного электричества, больше 100%, однако это не опровергает основы термодинамики. Тепловой насос перекачивает тепло от менее нагретого тела к более нагретому и затрачивает на это энергию, так как без затрат энергии подобное перераспределение теплоты запрещено той же термодинамикой. Если тепловой насос берет из розетки киловатт, а выдает пять киловатт тепла, то четыре киловатта будут взяты из воздуха, воды или грунта вне дома. Окружающая среда в том месте, откуда устройство черпает тепло, остынет, а дом прогреется. Но потом эта теплота вместе с потраченной насосом энергией все равно рассеется в пространстве.
Много или эффективно?
Некоторые устройства имеют очень высокий КПД, но при этом — неподходящую мощность.
Электрические моторы тем эффективнее, чем они больше, однако поставить электровозный двигатель в детскую игрушку физически невозможно и экономически бессмысленно. Поэтому КПД двигателей в локомотиве превышает 95%, а в маленькой машинке на радиоуправлении — от силы 80%. Причем в случае с электрическим двигателем его эффективность зависит так же от нагрузки: недогруженный или перегруженный мотор работает с меньшим КПД. Правильный подбор оборудования может значить даже больше, чем просто выбор устройства с максимальным заявленным КПД.
Если электрические моторы выпускаются для самых разных целей, от вибраторов в телефонах до электровозов, то вот ионный двигатель имеет гораздо меньшую нишу. Ионные двигатели эффективны, экономичны, долговечны (работают без выключения годами), но включаются только в вакууме и дают очень малую тягу. Они идеально подходят для отправки в дальний космос научных аппаратов, которые могут лететь к цели несколько лет и для которых экономия топлива важнее затрат времени.
Электрические моторы, кстати, потребляют почти половину всей вырабатываемой человечеством электроэнергии, так что даже разница в одну сотую процента в мировом масштабе может означать необходимость построить еще один ядерный реактор или еще один энергоблок ТЭЦ.
Эффективно или дешево?
Энергетическая эффективность далеко не всегда тождественна экономической. Наглядный пример — светодиодные лампы, которые до недавнего времени проигрывали лампам накаливания и флуоресцентным «энергосберегайкам». Сложность изготовления белых светодиодов, дороговизна сырья и, с другой стороны, простота лампы накаливания заставляли выбирать менее эффективные, но зато дешевые источники света.
Кстати, за изобретение синего светодиода, без которого бы нельзя было сделать яркую белую лампу, японские исследователи получили в 2014 году Нобелевскую премию. Это не первая премия, вручаемая за вклад в развитие освещения: в 1912 году наградили Нильса Далена, изобретателя, который усовершенствовал ацетиленовые горелки для маяков.
Другой пример эффективных, но очень дорогих устройств — солнечные батареи на основе арсенида галлия (полупроводник с формулой GaAs). Их КПД достигает почти 30%, что в полтора-два раза выше используемых на Земле батарей на основе куда более распространенного кремния. Высокая эффективность оправдывает себя только в космосе, куда доставка одного килограмма груза может стоить почти как килограмм золота. Тогда экономия на массе батареи будет оправдана.
КПД линий электропередач можно поднять за счет замены меди на лучше проводящее ток серебро, однако серебряные кабели слишком дороги и потому используются разве что в единичных случаях. А вот к идее построить сверхпроводящие ЛЭП из дорогой и требующей охлаждения жидким азотом редкоземельной керамики в последние годы несколько раз обращались на практике. В частности, такой кабель уже проложен и подключен в германском городе Эссене. Он рассчитан на 40 мегаватт электрической мощности при напряжении в десять киловольт. Кроме того что потери на нагрев сведены к нулю (однако взамен нужно питать криогенные установки), такой кабель намного компактнее обычного и за счет этого можно сэкономить на покупке дорогой земли в центре города или отказаться от прокладки дополнительных туннелей.
Не по общим правилам
Из школьного курса многие помнят, что КПД не может превышать 100% и что он тем выше, чем больше разница температур между холодильником и нагревателем. Однако это верно лишь для так называемых тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, реактивные и ракетные двигатели, газовые и паровые турбины.
Электродвигатели и все электрические устройства этому правилу не подчиняются, поскольку они не тепловые машины. Для них верно только то, что КПД не может превышать ста процентов, а частные ограничения в каждом случае определяются по-разному.
В случае с солнечной батареей потери определяются как квантовыми эффектами при поглощении фотонов, так и потерями на отражение света от поверхности батареи и на поглощение в фокусирующих зеркалах. Проведенные расчеты показали, что выйти за 90% солнечная батарея не может в принципе, а на практике достижимы значения около 60-70%, да и те при весьма сложной структуре фотоячеек.
Великолепным КПД обладают топливные элементы. В эти устройства поступают некие вещества, которые вступают в химическую реакцию друг с другом и дают электрический ток. Этот процесс опять-таки не является циклом тепловой машины, поэтому КПД получается достаточно высоким, порядка 60%, в то время как дизель или бензиновый двигатель не выходят обычно за 50%.
Именно топливные элементы стояли на летавших к Луне космических кораблях «Аполло», и они могут работать, например, на водороде и кислороде. Их недостаток заключается только в том, что водород должен быть достаточно чистым и к тому же его надо где-то хранить и как-то передавать от завода к потребителям. Технологии, позволяющие заменить водородом обычный метан, пока что не доведены до массового использования. На водороде и топливных элементах работают лишь экспериментальные автомобили и некоторое количество подводных лодок.
Ионные и плазменные двигатели уже существуют, но тоже работают лишь в вакууме. Кроме того, их тяга слишком мала и на порядки ниже веса самого устройства — с Земли они не взлетели бы даже при отсутствии атмосферы. Зато во время межпланетных полетов длительностью в многие месяцы и даже годы слабая тяга компенсируется экономичностью и надежностью.
Алексей Тимошенко