КПД больше 100% без вечных двигателей. Учите физику
Мой первый пост. Этот текст меня побудили написать некоторые "светочи" от науки, которые не знают школьную физику и мчатся нести светлое доброе вечное в народ. Итак по порядку. Начну с самого частого заблуждения. Бывает ли КПД выше 100%? Да, бывает. Является ли это вечным двигателем - нет
Теперь поподробнее:
1. Рассмотрим обычный бытовой нагреватель:
Допустим, он потребляет из сети 1 кВт - тогда комната где он стоит получит ровно эти самые 1 кВт тепла. С точки зрения КПД - это 100% (тех, кто считает, что это неправильное определение КПД отправляю читать школьные учебники и википедию - там именно такое)
2. Допустим теплостанция выработала 1кВт за счёт сжигания топлива и передала его воде, которая по трубам течёт в батарее - КПД уже ниже 100%, так как часть из этого тепла вода растеряет по дороге к батарее
3. Допустим теплостанция выработала 1кВт и отдала окружающей среде чтобы выработать механическую/электрическую энергию - КПД - это сколько механической/электрической энергии мы получили при преобразовании - оно ограничено формулой 1 - T_х/T_н (где T_х - температура холодной части тепловой машины - в нашем случае окружающей среды, а T_н - температура горячей части тепловой машины - места, где сжигается топливо). Это ограничение вытекает в физике из невозможности вечного двигателя второго рода - постулата Клаузиуса. В случае бытовой разницы температуры в комнате и за окном (менее 30 градусов) КПД тепловой машины не более 10%
4. Допустим мы используем компрессор (стоящий в комнате), чтобы качать энергию из окружающей среды в комнату. И он затратил на эту работу 1 кВт из электросети. Сколько он отдаст комнате? Он отдаст этот 1 кВт за счёт нагрева самого компрессора (потрогайте компрессор за холодильником - он будет весьма горячим - ровно туда уходит вся потреблённая холодильником электроэнергия из сети). Плюс к этому он закачает сколько-то тепла из окружающей среды - это количество также ограничено формулой, но в любом случае не нулевое. То есть КПД будет больше 100%. В Европе с её мягким климатом удавалось достичь КПД равного 2.5-5 (читайте википедию: https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_pump#Efficiency)
Люди далёкие от рационального понимания физики могут подумать, что пункт 4 приводит к вечному двигателю, что не так. Дело в том, что тепловая энергия и механическая различны - вечный двигатель первого рода - это порождающий [b]механическую[/b] работу без траты топлива
Но если выбросить всё тепло из комнаты на улицу - не получится ли на этом нагенерить больше механической/электрической энергии, чем затрачено? Нет, так как в пункте 3 КПД такой машины будет настолько меньше единицы, что произведение КПД большего единицы из пункта 4 на КПД меньшее единицы из пункта 3 даст величину меньшую единицы. Так то
Боюсь, буду опять заминусован теми, кто не учил физику. Это так грустно
Теперь поподробнее:
1. Рассмотрим обычный бытовой нагреватель:
Допустим, он потребляет из сети 1 кВт - тогда комната где он стоит получит ровно эти самые 1 кВт тепла. С точки зрения КПД - это 100% (тех, кто считает, что это неправильное определение КПД отправляю читать школьные учебники и википедию - там именно такое)
2. Допустим теплостанция выработала 1кВт за счёт сжигания топлива и передала его воде, которая по трубам течёт в батарее - КПД уже ниже 100%, так как часть из этого тепла вода растеряет по дороге к батарее
3. Допустим теплостанция выработала 1кВт и отдала окружающей среде чтобы выработать механическую/электрическую энергию - КПД - это сколько механической/электрической энергии мы получили при преобразовании - оно ограничено формулой 1 - T_х/T_н (где T_х - температура холодной части тепловой машины - в нашем случае окружающей среды, а T_н - температура горячей части тепловой машины - места, где сжигается топливо). Это ограничение вытекает в физике из невозможности вечного двигателя второго рода - постулата Клаузиуса. В случае бытовой разницы температуры в комнате и за окном (менее 30 градусов) КПД тепловой машины не более 10%
4. Допустим мы используем компрессор (стоящий в комнате), чтобы качать энергию из окружающей среды в комнату. И он затратил на эту работу 1 кВт из электросети. Сколько он отдаст комнате? Он отдаст этот 1 кВт за счёт нагрева самого компрессора (потрогайте компрессор за холодильником - он будет весьма горячим - ровно туда уходит вся потреблённая холодильником электроэнергия из сети). Плюс к этому он закачает сколько-то тепла из окружающей среды - это количество также ограничено формулой, но в любом случае не нулевое. То есть КПД будет больше 100%. В Европе с её мягким климатом удавалось достичь КПД равного 2.5-5 (читайте википедию: https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_pump#Efficiency)
Люди далёкие от рационального понимания физики могут подумать, что пункт 4 приводит к вечному двигателю, что не так. Дело в том, что тепловая энергия и механическая различны - вечный двигатель первого рода - это порождающий [b]механическую[/b] работу без траты топлива
Но если выбросить всё тепло из комнаты на улицу - не получится ли на этом нагенерить больше механической/электрической энергии, чем затрачено? Нет, так как в пункте 3 КПД такой машины будет настолько меньше единицы, что произведение КПД большего единицы из пункта 4 на КПД меньшее единицы из пункта 3 даст величину меньшую единицы. Так то
Боюсь, буду опять заминусован теми, кто не учил физику. Это так грустно
