КОЭФФИЦИЕ́НТ ПОЛЕ́ЗНОГО ДЕ́ЙСТВИЯ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
КОЭФФИЦИЕ́НТ ПОЛЕ́ЗНОГО ДЕ́ЙСТВИЯ (кпд), количественная характеристика $η$ эффективности технич. системы или устройства, определяемая отношением полезной энергии $W_п$, вырабатываемой устройством, к энергии $W$, затраченной на работу устройства: $η=W_п/W$. Кпд часто выражается в процентах. Из-за неизбежных потерь энергии в двигателях и др. устройствах (трансформаторах, электрич. генераторах и т. п.) величина кпд всегда меньше единицы (напр., кпд паровоза составляет 0,04–0,08). В то же время кпд тепловых насосов (называемый эффективностью) больше единицы, т. к. в данном случае используется энергия окружающей среды и количество теплоты, выделяемой насосом, больше энергии, затраченной на работу насоса.
В соответствии со вторым началом термодинамики кпд тепловых двигателей не может превышать величину $η_С=1-(Т_{охл}/Т_{нагр})$, где $Т_{охл}$ и $Т_{нагр}$ – абсолютные темп-ры охладителя и нагревателя теплового двигателя (см. Карно теорема). При этом предполагается, что полезной энергией теплового двигателя является совершаемая им механич. работа. Если же считать полезной также выделяемую двигателем тепловую энергию (которая может быть использована, напр., для отопления), то величина кпд может превышать $η_С$.
Кпд, учитывающий только механич. работу, равен максимально возможному значению $η_С$ в двигателе, работающем по Карно циклу, если все процессы теплопереноса происходят бесконечно медленно, однако в этом случае мощность двигателя будет равна нулю. При конечном времени теплопереноса кпд двигателя, работающего по циклу Карно и имеющего макс. мощность, определяется величиной $η_N=1-\sqrt{T_{охл}/T_{нагр}}$.
Понятие кпд применимо к разл. системам: электрич. генераторам, двигателям, полупроводниковым приборам, биологич. объектам, поэтому оно может быть использовано для сравнительной оценки эффективности разнообразных процессов.