ККД. Коефіцієнт корисної дії - фізичне значення та приклади з повсякдення

Фізика б не користувалася таким попитом, якби не мала величезного практичного сенсу. Величезна кількість фізичних теорем та напрацювань легли у принципи багатьох машин, абсолютно різних за своєю сутністю. Проте, у будь-якого практично корисного механізму є конкретна задача- виконання КОРИСНОЇ РОБОТИ шляхом перетворення енергії з одного виду в інший, чи направлення певної частини існуючої енергії у необхідне "русло", тобто процес. Якщо є корисна робота, то є і ЗАГАЛЬНА РОБОТА - загальна кількість енергії, що зазнає перетворення, чи вивільніються з системи під час процесу. 

Маючи на увазі такі компоненти, як корисна робота і загальна, та користуючись ключовими правилами фізики, можна дійти винсовку, що корисна робота у реальних умовах завжди менше загальної, бо абсолютно ізольовану систему, що допоможе уникнути будь-які втрати енергії, створити у земних умовах неможливо. Беручи це до уваги, приходимо до висновку, що оцінка певного механізму потребує додатково виміру, адже одному механізму для проведення корисної роботи в 100 Дж потрібно 120 Дж загальної енергії, а іншому на ті ж 100 Дж треба 150. Абсолютно логічно, що більш ефективним є перший механізм. 

Таке відношення називається КОЕФІЦІЄНТОМ КОРИСНОЇ ДІЇ (ККД):

ККД. Коефіцієнт корисної дії - фізичне значення та приклади з повсякдення

Фізика в процесі вивчення усіх видів енергії та їх перетворень періодично повертаєтсья до задач на вирахування ККД. Класична задача на ККД вважається доволі легкою, та цілком спираєтсья на формулу енергії, яку ви вивчили у поточній темі з фізики, та формули вирахування ККД (яка завжди однакова). Класичний приклад такої задачі:

ККД. Коефіцієнт корисної дії - фізичне значення та приклади з повсякдення

Цікавим я вважаю практичну сторону цього показника, тобто порівняння ККД різних типів двигунів. Загальний показник ККД на історичному фоні невпинно зростав, що демонструє очевидний історичний прогрес. Перші парові двигуни інколи мали ККД менше 1%! Тобто, 100 Дж енергії, що вивільнюється внаслідок згоряння палива породжували корисну роботу, меншу за 1 Дж! Це вважається дуже неефиктивним, тому винахідники ХІХ - ХХ століть намагалися створювати більш ефективні двигуни. Серед отримавших широке розповсюдження механізмів найбільший ККД має реактивний двигун. Саме його високий ККД (близький до 50%) та висока питома теплоємність палива робить можливим такі величезні перельоти дуже важких , за великим рахунком, космічних човнів. Загальна приблизна таблиця ККД наведена нижче

ККД. Коефіцієнт корисної дії - фізичне значення та приклади з повсякдення

Подібні порівння відкривають фізичний зміст багатьох процесів та механізмів, тому сподіваюсь, що вони можуть бути вам цікаві. А вам, дорогі учні, бажаю в подальшому працювати з найбільшим ККД!

Успіхів у навчанні і житті!

Автор: Ярослав Б.

Редакція не несе відповідальності за наповнення блогів, вони є персональною думкою автора