ʻO ka hoʻokōʻana o ka wela kiko'ī. ʻO ka hoʻokōʻana o ka wela engine - haʻilula

Hoikehonua, realities koi wela kiko'ī ka laulā hana. He ho'āʻo e puku ia me ka uila Hawaii oiai undergoing ole. Nā pilikia pili me ka hoʻomāhuahua o ka mana i loko o hana nona iho nenoai, e wehe pilikia me ka pilikia nui ma.

Aka pili pilikia o ka mana o na pu ki 'enehana manufacturing ka nānā' ana ma luna o lākou lōʻihi-makahiki hoʻohana. Speed ano o ka uila kaa i mamao loa mai ka poe i kaa, maloko'ā kiko'ī.

Ka mea mua a me ke kapuai ma ka hanaiia'na mai o ka hapalua kiko'ī ke me ka nui loa emi i ka noxious hoʻomehana honua i loko o Kauhalenui wahi, ka hoʻoponopono? Aneie pilikia.

A wahi moʻolelo

I ka manawa kūpono o ka loli o ka ikaika o ka mahu i loko o kinetic ikehu ua, ua hoikeia mai ka wa kahiko. 130 BC: poe akeakamai Geron Aleksandriysky hooku iho la ia i ka lohe ana mahu liʻiliʻi - eolipil. Poepoe piha me ka mahu, i hele mai i loko o kuapo ma lalo o ka keiki emanating mai kona mau jets. Kēia prototype o kaʻiʻo nō o kēia mahu mīkini peahi uila i ka manawa o ke noi uaʻaʻole i loaʻa.

No ka mea, he nui na makahiki a me ka kenekulia poe akeakamai? Acaeoey ka mea i manaoia e ka leʻaleʻa liʻiliʻi. I ka 1629 ka Italia D. Branca i hana mai i kekahi proactive mīkini peahi uila. Couples kau ma ka noi o ka iwi kuamoʻo i hoakaka me ka huhui.

Mai ia manawa, hoomaka ka kokololio kūpono 'ana o ka mahu kiko'ī.

wela engine

Ka hou 'ana o ka ikaika kipi o ka wahie i loko o ka ikaika o ka noi o ka mīkini māhele a me maomeka hoʻohana i loko o ka wela kiko'ī.

Main māhele o nā machines: i iaia? Aaaoaeuiuo ('ōnaehana loaa ikehu mai waho), ka hana kino (hanaʻia he pono ia), Pahu Hau.

Ke iaia? Aaaoaeuiuo ua papahana no ka hana loli e loaa lawa ka pua paha o ka ikehu kūloko ma no ka maikaʻi kēia hana. Hau e lawe aku i ka liki ole ikehu.

I ka papa kuhikuhiE ano o ka hoʻokōʻana ua kapaia ka ka hoʻokōʻana o ka wela kiko'ī. Kēia mea hōʻike heaha hoi ke kuleana o ka ikehu hoolilo ia ma ka paio hahana maoli nō o ka pau keia la, e hana maikaʻi kēia hana. Ke kiekie o ka ka hoʻokōʻana, i ka mea eʻoi aʻe hana o ka mīkini, akā, i kēia nui i ole oi aku mamua o 100%.

I ka ho omaulia ana o ka hoʻokōʻana

E iaia? Aaaoaeuiuo externally lilo ikehu like ia Q _1. Mea Hana 'kino hana hana A, oiai ka ikehu haawiia Pahu Hau ua Q _2.

Ma muli o ka manao paa, ua ho omaulia ana i ka ka hoʻokōʻana cia:

η = A / Q _1. E kuhi ana A = Q ₁ - Q _2.

Nolaila i ka ka hoʻokōʻana o ka wela engine, ka haʻilula o ka i haawiia mai ma ka η = (Q ₁ - Q ₂₎ / Q ₁ = 1 - Q ₂ / Q _1, e leie aku ka i kēia hopena a:

• Ka hoʻokōʻana hiki ole oi 1 (ai 100%);
• e hoʻonui loa i kēia mea pono mahuahua i loko o kekahi o ka ikehu i loaa mai ka iaia? aaaoaeuiuo, a me ka emi ana o ka ikaika i haawiia Pahu Hau;
• mahuahua ka iaia? aaaoaeuiuo mana hoʻokō i ka loli o ka wahie e like ai;
• emi ikehu, e hāʻawi mai i ka Pahu Hau, ae e kū ai i ka manao hiʻona o na kiko'ī.

An maikaʻi wela engine

Ua ka haku o ia ka engine hiki, o ka ka hoʻokōʻana o ka i makemake ia i ka i kā mākou (i loko o ka maikaʻi - like ia 100%)? E huli i ka pane a hiki i keia ninau ho'āʻo i ka 'ōlelo Palani physicist, a me ka loea lunaʻenehana Sadi Carnot. I ka 1824 i konaʻimi naʻauao hoʻomaulia e pili ana i ka keʻano o ka hanaʻana 'ia i loko o nā kinoea i hookuu.

Ke kumu o manaʻo hookomo i loko o ka maikaʻi mīkini hiki ke manao ia hana reversible keʻano o ka hanaʻana me ka maikaʻi kinoea. E hoʻomaka ana me ka? Anoe? O ke kinoea isothermally i ana wela T _1. I ka nui o ka wela koi 'ia no kēia mea, - Q _1. A mahope iho o kinoea me ka hoʻonui wela (he adiabatic kaʻina). Hope a hiki i ka wela T _2, ke kinoea ua'opihia isothermally e hele i ka Pahu Hau ka ikehu Q _2. kinoea e hoʻi i kona palapala moku'āina ua hana adiabatically.

ʻO ka hoʻokōʻana o ka maikaʻi Carnot wela engine me ka mea kiko'ī i ka ho omaulia o ka lākiō o ke ana wela likeʻole ma waena o ka hahana maoli nō kēia, a anuanu manaʻo i ka wela, a i ka iaia? Aaaoaeuiuo. Ua nana e like keia: η = (T ₁ - T ₂₎ / T _1.

Hiki thermal ka hoʻokōʻana o ka mīkini, a haʻilula i ka palapala. Η = 1 - T ₂ / T _1, hilinaʻi nui wale ma luna o ka waiwai o iaia? Aaaoaeuiuo, a cooler ana wela a me ka hiki ole e oi aku mamua o 100%.

Eia hoʻi, i kēia pili mau hiʻohiʻona nō kekahi e hooiaio ana i ka ka hoʻokōʻana o ka wela kiko'ī hiki e like me ke kuʻikahi, wale i ka wa a ka Pahu Hau kāpae 'Aʻohe ana wela. E like me ua ikeia, ua nui ka unattainable.

ʻimi naʻauao hoʻomaulia Carnot ae, e hooholo i ka i kā mākou ka hoʻokōʻana o ka wela engine o kekahi manao.

Ai Carnot ka theorem mea like penei. Ākeʻakeʻa kumu wela engine ma lalo ole kekahi kumu hiki ia i ka hoʻokōʻana ma luna ma mua o ka mea aiee o ka maikaʻi wela engine ka hoʻokōʻana.

An kumu o ka pilikia ka hoʻoponopono

Laʻana 1. He aha ka hoʻokōʻana o ka maikaʻi wela engine, i ka wa a ka iaia? Aaaoaeuiuo mahana mea 800 C a me ^ka wela o ka Pahu Hau 500 ^C lalo?

T ₁ = 800 ^{° C} = 1073 K, ΔT = 500 ^{° C} = 500 K, η -?

pāʻoihana:

By ka ho'ākāka 'ana: η = (T ₁ - T ₂₎ / T _1.

Mākou i ole haawiia ana wela o ka Pahu Hau, akā, ΔT = (T ₁ - T _2), ma keia hope aku:

η = ΔT / T ₁ = 500 K / 1073K = 0,46.

Pane: ka hoʻokōʻana = 46%.

Laʻana 2. E kau i ka ka hoʻokōʻana o ka maikaʻi wela engine, ina aie a hiki i ka ikehu loaʻa kekahi kilojoules iaia? Aaaoaeuiuo i hana maikaʻi kēia hana 650 J. He aha ka ke ana wela o ka iaia? Aaaoaeuiuo o ka wela engine ina coolant mahana -. 400 K?

Q ₁ = 1 kJ = 1000 J A = 650 J, T ₂ = 400 K, η - ?, T ₁ =?

pāʻoihana:

Ma keia hana, ia mea he thermal mea hoʻonoho, i ka ka hoʻokōʻana o ka i hiki ke ho omaulia ma ka haʻilula:

η = A / Q _1.

E hoʻoholo i ka wela o ka iaia? Aaaoaeuiuo ka hoʻohana haʻilula ka hoʻokōʻana o ka maikaʻi ka wela engine.

η = (T ₁ - T ₂₎ / T ₁ = 1 - T ₂ / T _1.

Hoʻokō i makemakika loli ', ua loaa:

T ₁ = T ₂ / (1- η).

T ₁ = T ₂ / (1- A / Q _1).

Mākou compute:

η = 650 J / 1000 J = 0,65.

T = K ₁ / _{(1- 650} J / 1000 J) 400 = 1142.8 K.

Pane: η = 65%, T ₁ = 1142.8 K.

maoli ana

An maikaʻi wela engine papahana me ka maikaʻi keʻano o ka hanaʻana. I ka hana a ua hana wale i loko o isothermal keʻano o ka hanaʻana, ka mea, ua ho'ākāka 'ia e like me ka wahi kau palena ia ana e ka pakuhi o ka Carnot pōʻaiapuni.

I mea, e hana i na rula no ke kahe o ke kinoea kūlana loli ma ke kaʻina hana, me ka hele pū ana hiki ole loli i loko o ke ana wela e. No ia mau mea, a e hookaawale ia i ka wela, e loaa hou i ka puni mea. Adiabatic kaʻina i ole, e lawe mai. Ma ka hihia o ka wela launa like kinoea mahana pono pono hoʻololi i.

ʻO ka hoʻokōʻana o thermal machines hana i loko o ka makemake ana OAOOUIEeE me ka nui loa mai o ka maikaʻi ka hoʻokōʻana o kiko'ī. E noke i ke kahe ana o keʻano o ka hanaʻana i loko o maoli kiko'ī hana ai hookeai ole e i ka oko o ka thermal ikehu maloko o ka hana waiwai i loko o ke kaʻina hana o ka hoʻololi kona buke hiki compensated ma influx o ka wela nui o ka iaia? Aaaoaeuiuo, a me ka cooler hoi.

Other wela kiko'ī

Real kiko'ī hana ma luna o kekahi mau pōʻaiapuni:

• Otto kalapona a eia i ka leo kaʻina me ka adiabatic loli, e pili ana i ka paʻa loop;
• Kakolina diesel kalapona isobar, adiabatic, isochore, adiabatic;
• He kinoea mīkini peahi uila: kaʻina hana i mau puʻe, adiabatic auou caiaiai pani i ka loop.

E hana i equilibrium keʻano o ka hanaʻana i loko o ka makemake kiko'ī (e lawe mai ia kokoke i ka maikaʻi) ma ka 'enehana kēia mea,ʻaʻole e hiki. Ka hoʻokōʻana o ka wela kiko'ī mea me ka nui loa ma lalo, a hiki i ka ia mahana kūlana like i loko o ka maikaʻi wela okoʻa no ka manawa.

Akā, ia mea,ʻaʻole e pono e emi i ke kūlana i ka ho omaulia haʻilula ka hoʻokōʻana o ka Carnot kalapona, e like me ka mea i, ka mea lilo i ka olua wahi i loko o ke kaʻina hana, e hoʻoikaika i ka ka hoʻokōʻana o maoli kiko'ī.

Aoao e hoʻololi i ka hoʻokōʻana

Ma e like me ka maikaʻi a me ka maoli wela kiko'ī, mea e e hoʻomaopopo i ka mea hope ana wela o ka Pahu Hau hiki ole e ākeʻakeʻa kumu. I hookuu Pahu Hau manaoio i ka lewa. E lawe i ka wela o ka lewa e hiki He kokekau wale wale ho. Experience hōʻike i ka coolant mahana o ke kinoea a no ka maluhiluhi i loko o kiko'ī, e like me ka mea hana i na'ā kiko'ī (abbreviated me DVS).

DIC - ka loa, he pono ole i loko o kā mākou honua o ka wela engine. Ka hoʻokōʻana wela engine ma keia hihia hilinaʻi nui ma luna o ka mahana hanaia ma ke ahi wahie. Ka nui koena unuhi mai DIC mahu kiko'ī o ke kuʻi nukeliu iaia? Aaaoaeuiuo mana, a me ka hoʻohana manaʻo kino i loko o ka lewa-wahie ukuhiia. Ke ahi ukuhiia hana puʻe ma ka neʻe maila māhele o ka engine.

E hoohaunaele ana i ka hana kinoea mahana ua loaʻa, me ka nui loa hoʻololi i nā waiwai o ka wahie. Eia naʻe, he mea hiki ole i ka hana me kona palena. I kekahi mea o ke kūkulu o ka keena engine'ā i kona mahele heheʻe i ka wahi. Ke thermal ia'ku o ia mau mea - i ka walaʻauʻana ano o ka engine, e like me ka me ka nui loa pili i ka ka hoʻokōʻana.

Nā Loina Hawaiʻi engine ka hoʻokōʻana

Inā ka ua noonoo mahu mīkini peahi uila, i ka wela o ka hana mahu muliwai i mea like me 800 K, a me ke kinoea a no ka maluhiluhi - 300 K, i ka ka hoʻokōʻana o ka mīkini mea like i 62%. I aku o ka lanakila, nae, ua nui 'aʻole i oi aku mamua o 40%. Kēia ka ho'ēmiʻana ia lŘlŘ ka manawa i wela emi i hahana maoli nō kēia mīkini peahi uila hale noho.

Ke kiʻekiʻe waiwai o ka ka hoʻokōʻana o na'ā kiko'ī aole e oi aku mamua o 44%. Mahuahua keia nui - i ka ninau o ke kokoke wā e hiki mai. Hoʻololi i ka waiwai o nā pono hana, wahie - keia mea he pilikia no i hoohana ae la o ka maikai manaʻo o ke kanaka.