נצילות – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מאין תקציר עריכה
שורה 14:
אזי הנצילות : <math>\ \eta = \frac{W_{out}}{Q_{in}}<1</math>
 
הוכחה לכך ניתן לקבל מ[[החוק הראשון של התרמודינמיקה]] <math>\ \ W_{out}= {Q} - {\Delta U}</math>ומכיוון שבסוף כול סיבוב המנוע חוזר לאותה הנקודה אז עבור מחזור שלם נקבל <math>\ \ {\Delta U}= 0</math>ולכן: <math>\ \ W_{out}= {Q} = Q_{in} - Q_{out}</math> ונקבל סה"כ:
 
<math>\ \eta = \frac{W_{out}}{Q_{in}} = \frac{Q_{in} - Q_{out}}{Q_{in}} = 1 - \frac{ Q_{out}}{Q_{in}}
שורה 21:
הוכחה נוספת, שאותה קרנו כתב במאמרו, משתמשת בעקרון של איסור [[תנועה מתמדת]]: הוא גורס שאם מעבירים חום מגוף א' לגוף ב' תוך ייצור הספק מכני מהמעבר, אזי אם יש מנוע יעיל יותר ממנוע החום של קרנו לייצור אנרגיה מכנית, ניתן היה להשתמש בה כדי להעביר באמצעות מנוע קרנו חום מגוף ב' לגוף א' בכמות שהיא יותר גדולה מזו שהמנוע היעיל השתמש בה, ובכך להגדיל את כמות האנרגיה הכוללת ולייצר תנועה מתמדת. הוא כותב במאמרו משנת 1824 שתנועה מתמדת בלתי מתקבלת ומנוגדת לחוקים המקובלים.
 
במערכת מכנית להעברת תנועה כדוגמת [[אופניים]], האנרגיה שאנו משקיעים בסיבוב הדוושות לא מגיעה בשלמותה אל הגלגלים כיוון שחלק ממנה מתבזבז עקב [[חיכוך]] בין גלגלי השיניים לשרשרת והופך ל[[אנרגיית חום]]. ב[[מערכת הידראולית]] שמן המוזרם מהמשאבה לצרכנים בצינורות מתבזבזת בחלקה עקב [[צמיגות|צמיגותו]]ו של השמן ובחלקה עקב דליפות השמן מן המערכת. במערכות חשמליות חלק מה[[אנרגיה חשמלית|אנרגיה החשמלית]] שמגיעה ממקור חשמל אל הצרכנים (כמו מנועים חשמליים ונורות) מתבזבזת עקב [[התנגדות חשמלית]] והופכת לאנרגיית חום.{{הערה|1={{קישור כללי|כתובת=https://www.fueleconomy.gov/feg/atv.shtml|כותרת=Advanced technologies and energy efficiency.}}}}
 
== נצילות - מנוע קרנו ==
 
[[קובץ:Carnot cycle TS diagram hebrew.svg|ממוזער|דיאגרמה של מחזור החום של מנוע קרנו]]
בשנת 1824 פורסמה התאוריה המפורסמת של קרנו המתארת את מה שכונה לאחר מכן "מחזור קרנו" של המנוע. בעבודה זו תיאר קרנו מהו [[מנוע קיטור]] אידיאלי בתיאוריה.<ref>{{צ-ספר|מחבר=Yousef Haseli|שם=Entropy Analysis in Thermal Engineering Systems|מו"ל=Academic Press}}</ref> מנוע קיטור אידיאלי הוא כזה המנצל 100% מ[[אנרגיית חום|אנרגיית החום]] ל[[אנרגיה מכנית]]. באופן מעשי אין מנוע אידיאלי, אך ניתן להגיד מנוע יעיל ככזה הממיר אחוז גבוה מן האנרגיה המושקעת לאנרגיה מכנית. השלבים במחזור יתבצעו על פי הסדר הבא{{הערה|שם=הולמן}}:
 
# דחיפת בוכנה באמצעות הגז אשר נמצא בלחץ גבוה (אנרגיית חום אשר הייתה אגורה במערכת).
שורה 36:
 
==ההיסטוריה מאחורי מנוע קרנו==
[[סאדי קרנו]] היה בנו של שר מלחמה בפיקודו של נפוליאון. הוא גיבש את הדעה כי אחד הגורמים לתבוסה של צרפת היה נחיתותה התעשייתית והניגוד העיקרי בין אנגליה לצרפת היה באופן השימוש במנועים. הוא טען שהוצאת מנוע הקיטור מאנגליה תשלול ממנה את הכוח הצבאי. קרנו הבין שמי שמחזיק בכוח אדים יעיל, לא יהיה רק ​​המאסטרהמאסטר התעשייתי והצבאי של העולם, אלא גם המנהיג של מהפכה חברתית הרבה יותר אוניברסלית מזו שצרפת חוותה לאחרונה. קרנו ראה את כוחו של הקיטור כמנוע אוניברסלי. אז, התיאוריה הראשונה לשימור חום בעבודה מכנית הוצעה על ידי סאדי קרנו בשנת 1824. קרנו ביסס את ניתוחו על ההנחה שכמות החום נשמרת ושהעבודה הזו נוצרת על ידי המנוע, מכיוון שנוזל זורם ממקור חם "תרמי" חם, לכיור קר ונמוך "תרמי". הוא דבק בתיאוריה המקובלת דאז, לפיה חום הוא סוג של נוזל חסר מסה או נושא חום.
 
הניסויים של [[ג'ול]], שבוצעו בשנות ה -40 של המאה ה-19, אישרו כי החום לא נשמר. ג'ול הראה שניתן להמיר עבודה כמותית לחום. זו הייתה הולדתו של מושג המקבילה המכנית של חום שעבודה וחום אינם ניתנים להמרה הדדית, וכי חום אינו חומר כמו מים,<ref name=":1">{{צ-ספר|מחבר=MiekeBoon|שם=Philosophy of Technology and Engineering Sciences|מקום הוצאה=Eindhoven University of Technology, Eindhoven, The Netherlands}}</ref> עבודתו הייתה על שימור האנרגיה.
שורה 81:
|-
| [[תא סולרי]]
| מקסימום נוכחי 42.8%
|-
|-
שורה 100:
|-
|-
| [[מנוע חשמלי]]
| תלוי בהספק: 70–99.99% (> 200 W); 50–90% (10–200 W); 30–60% (< 10 W)
|-
שורה 108:
|-
|-
| [[נורת להט]]
| 5-10%
|-
|-
| [[דיודה פולטת אור]]
| עד ל-35%
|-
|-
| [[נורה פלואורסצנטית]]
| 28%
|-
|-