ស្វែងរកប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅ។ ម៉ាស៊ីនកំដៅ។ តម្លៃប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ូទ័រ

មេគុណនៃការអនុវត្ត (COP) គឺជាពាក្យដែលអាចអនុវត្តបាន ប្រហែលជាគ្រប់ប្រព័ន្ធ និងឧបករណ៍។ ទោះបីជាមនុស្សម្នាក់មានប្រសិទ្ធភាពក៏ដោយ ប្រហែលជាមិនមានរូបមន្តគោលបំណងសម្រាប់ស្វែងរកវានៅឡើយទេ។ នៅក្នុងអត្ថបទនេះ យើងនឹងពន្យល់លម្អិតអំពីប្រសិទ្ធភាព និងរបៀបដែលវាអាចត្រូវបានគណនាសម្រាប់ប្រព័ន្ធផ្សេងៗ។

ប្រសិទ្ធភាព - និយមន័យ

ប្រសិទ្ធភាពគឺជារង្វាស់នៃប្រសិទ្ធភាពនៃប្រព័ន្ធមួយទាក់ទងនឹងទិន្នផលថាមពល ឬការបំប្លែងថាមពល។ ប្រសិទ្ធភាពគឺជាតម្លៃដែលមិនអាចវាស់វែងបាន ហើយត្រូវបានបង្ហាញជាតម្លៃលេខក្នុងចន្លោះពី 0 ដល់ 1 ឬជាភាគរយ។

រូបមន្តទូទៅ

ប្រសិទ្ធភាពត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយនិមិត្តសញ្ញា ។

រូបមន្តគណិតវិទ្យាទូទៅសម្រាប់ការស្វែងរកប្រសិទ្ធភាពត្រូវបានសរសេរដូចខាងក្រោម៖

Ƞ = A / Q ដែល A ជាថាមពលមានប្រយោជន៍ / ការងារដែលដំណើរការដោយប្រព័ន្ធ ហើយ Q គឺជាថាមពលប្រើប្រាស់ដោយប្រព័ន្ធនេះ ដើម្បីរៀបចំដំណើរការនៃការទទួលបានទិន្នផលដែលមានប្រយោជន៍។

ជាអកុសល មេគុណនៃប្រសិទ្ធភាពគឺតែងតែតិចជាងមួយ ឬស្មើនឹងវា ពីព្រោះយោងទៅតាមច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពល យើងមិនអាចទទួលបានការងារច្រើនជាងថាមពលដែលបានចំណាយនោះទេ។ លើសពីនេះទៀតប្រសិទ្ធភាពគឺពិតជាកម្រស្មើនឹងការរួបរួមព្រោះការងារដែលមានប្រយោជន៍តែងតែត្រូវបានអមដោយវត្តមាននៃការខាតបង់ឧទាហរណ៍សម្រាប់កំដៅយន្តការ។

ប្រសិទ្ធភាពម៉ាស៊ីនកំដៅ

ម៉ាស៊ីនកំដៅគឺជាឧបករណ៍ដែលបំប្លែងថាមពលកម្ដៅទៅជាថាមពលមេកានិក។ នៅក្នុងម៉ាស៊ីនកំដៅការងារត្រូវបានកំណត់ដោយភាពខុសគ្នារវាងបរិមាណកំដៅដែលទទួលបានពីឧបករណ៍កំដៅនិងបរិមាណកំដៅដែលបានផ្តល់ឱ្យត្រជាក់ហើយដូច្នេះប្រសិទ្ធភាពត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត:

• Ƞ = Qн-Qх / Qн ដែល Qн - បរិមាណកំដៅដែលទទួលបានពីឧបករណ៍កំដៅ និង Qх - បរិមាណកំដៅដែលបានផ្តល់ទៅឱ្យម៉ាស៊ីនត្រជាក់។

វាត្រូវបានគេជឿថាប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់បំផុតត្រូវបានផ្តល់ដោយម៉ូទ័រដែលដំណើរការលើវដ្ត Carnot ។ ក្នុងករណីនេះ ប្រសិទ្ធភាពត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត៖

• Ƞ = T1-T2/T1 ដែល T1 ជាសីតុណ្ហភាពនៃប្រភពក្តៅ T2 គឺជាសីតុណ្ហភាពនៃប្រភពត្រជាក់។

ប្រសិទ្ធភាពម៉ូទ័រអេឡិចត្រិច

ម៉ូទ័រអេឡិចត្រិចគឺជាឧបករណ៍ដែលបំប្លែងថាមពលអគ្គិសនីទៅជាថាមពលមេកានិក ដូច្នេះប្រសិទ្ធភាពក្នុងករណីនេះគឺជាកត្តាប្រសិទ្ធភាពនៃឧបករណ៍ក្នុងន័យបំប្លែងថាមពលអគ្គិសនីទៅជាថាមពលមេកានិច។ រូបមន្តសម្រាប់ស្វែងរកប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ូទ័រអេឡិចត្រិចមើលទៅដូចនេះ៖

• Ƞ = P2 / P1 ដែល P1 គឺជាថាមពលអគ្គិសនីដែលបានផ្គត់ផ្គង់ P2 គឺជាថាមពលមេកានិចសុទ្ធដែលបង្កើតឡើងដោយម៉ូទ័រ។

ថាមពលអគ្គិសនីត្រូវបានរកឃើញជាផលិតផលនៃចរន្តនិងវ៉ុលនៃប្រព័ន្ធ (P = UI) ហើយថាមពលមេកានិចត្រូវបានរកឃើញជាសមាមាត្រនៃការងារទៅនឹងឯកតានៃពេលវេលា (P = A / t) ។

ប្រសិទ្ធភាព Transformer

Transformer គឺជាឧបករណ៍ដែលបំប្លែងចរន្តឆ្លាស់នៃវ៉ុលមួយទៅជាចរន្តឆ្លាស់នៃវ៉ុលមួយទៀត ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវប្រេកង់។ លើសពីនេះទៀត transformers ក៏អាចបំប្លែងចរន្តឆ្លាស់ទៅជាចរន្តផ្ទាល់ផងដែរ។

ប្រសិទ្ធភាពនៃប្លែងត្រូវបានរកឃើញដោយរូបមន្ត៖

• Š = 1/1 + (P0 + PL * n2) / (P2 * n) ដែល P0 គឺជាការបាត់បង់គ្មានផ្ទុក PL គឺជាការបាត់បង់បន្ទុក P2 គឺជាថាមពលសកម្មដែលត្រូវបានបញ្ជូនទៅបន្ទុក n គឺជាកម្រិតដែលទាក់ទង។ នៃការផ្ទុក។

ប្រសិទ្ធភាព ឬអត់?

គួរកត់សម្គាល់ថាបន្ថែមពីលើប្រសិទ្ធភាពមានសូចនាករមួយចំនួនដែលកំណត់លក្ខណៈប្រសិទ្ធភាពនៃដំណើរការថាមពលហើយជួនកាលយើងអាចរកឃើញការពិពណ៌នាអំពីប្រភេទ - ប្រសិទ្ធភាពគឺប្រហែល 130% ប៉ុន្តែក្នុងករណីនេះអ្នកត្រូវយល់។ ថាពាក្យនេះមិនត្រូវបានប្រើប្រាស់ត្រឹមត្រូវទេ ហើយភាគច្រើនទំនងជាអ្នកនិពន្ធ ឬអ្នកផលិតយល់ពីលក្ខណៈខុសគ្នាបន្តិចបន្តួចនៅក្រោមអក្សរកាត់នេះ។

ជាឧទាហរណ៍ ម៉ាស៊ីនបូមកំដៅមានភាពខុសគ្នាត្រង់ថាពួកគេអាចបញ្ចេញកំដៅបានច្រើនជាងការប្រើប្រាស់។ ដូច្នេះ ម៉ាស៊ីនទូរទឹកកកអាចដកកំដៅកាន់តែច្រើនពីវត្ថុឱ្យត្រជាក់ជាងការចំណាយក្នុងថាមពលស្មើនឹងសម្រាប់រៀបចំការដកយកចេញ។ សន្ទស្សន៍ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនត្រជាក់ត្រូវបានគេហៅថា មេគុណនៃការអនុវត្ត តំណាងដោយអក្សរ Ɛ និងត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត៖ Ɛ = Qx / A ដែល Qx គឺជាកំដៅដែលដកចេញពីចុងត្រជាក់ A គឺជាការងារចំណាយលើ ដំណើរការដកយកចេញ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយជួនកាលមេគុណនៃការអនុវត្តត្រូវបានគេហៅថាប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនត្រជាក់ផងដែរ។

វាក៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ផងដែរដែលថាប្រសិទ្ធភាពនៃឡចំហាយឥន្ធនៈហ្វូស៊ីលជាធម្មតាត្រូវបានគណនាដោយផ្អែកលើតម្លៃកាឡូរីទាបបំផុតខណៈពេលដែលវាអាចមានច្រើនជាងមួយ។ យ៉ាង​ណា​ក៏​ដោយ វា​នៅ​តែ​ត្រូវ​បាន​គេ​ហៅ​ថា​ជា​ប្រពៃណី​ប្រសិទ្ធភាព។ វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់ប្រសិទ្ធភាពនៃឡចំហាយដោយតម្លៃកាឡូរីខ្ពស់បំផុតហើយបន្ទាប់មកវានឹងតែងតែតិចជាងមួយប៉ុន្តែក្នុងករណីនេះវានឹងមានការរអាក់រអួលក្នុងការប្រៀបធៀបសូចនាករនៃឡចំហាយជាមួយនឹងទិន្នន័យនៃការដំឡើងផ្សេងទៀត។

ដោយសារតែផ្នែកមួយនៃកំដៅកំឡុងប្រតិបត្តិការរបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅត្រូវបានផ្ទេរទៅទូទឹកកកដោយជៀសមិនរួច ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនមិនអាចស្មើនឹងការរួបរួមបានទេ។ វាជាការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំងក្នុងការស្វែងរកប្រសិទ្ធភាពអតិបរមាដែលអាចធ្វើទៅបាននៃម៉ាស៊ីនកំដៅដែលដំណើរការជាមួយឧបករណ៍កម្តៅសីតុណ្ហភាព Tg និងទូទឹកកកដែលមានសីតុណ្ហភាព T2 ។ នេះត្រូវបានធ្វើជាលើកដំបូងដោយវិស្វករជនជាតិបារាំង និងអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ Sadi Carnot ។
ម៉ាស៊ីនកំដៅដ៏ល្អ Carnot
Carnot បានបង្កើតម៉ាស៊ីនកំដៅដ៏ល្អជាមួយនឹងឧស្ម័នដ៏ល្អជាវត្ថុរាវដំណើរការ។ ដំណើរការទាំងអស់នៅក្នុងម៉ាស៊ីន Carnot ត្រូវបានចាត់ទុកថាមានលំនឹង (អាចបញ្ច្រាស់បាន)។
ដំណើរការរាងជារង្វង់ឬវដ្តត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងម៉ាស៊ីនដែលក្នុងនោះប្រព័ន្ធបន្ទាប់ពីការផ្លាស់ប្តូរជាបន្តបន្ទាប់នឹងត្រលប់ទៅសភាពដើមវិញ។ វដ្ត Carnot មានពីរ isotherms និង

ពីរ, adiabats (Fig.5.16) ។ ខ្សែកោង 1 -2 និង 3-4 គឺជា isotherms ហើយខ្សែកោង 2-3 និង 4-1 គឺជា adiabats ។
ទីមួយ ឧស្ម័នពង្រីកដោយកំដៅនៅសីតុណ្ហភាព T1។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វាទទួលបានបរិមាណកំដៅពីម៉ាស៊ីនកម្តៅ។ បន្ទាប់មកវាពង្រីកយ៉ាងសកម្ម និងមិនផ្លាស់ប្តូរកំដៅជាមួយរាងកាយជុំវិញ។ តាមដាន​ដោយ
ការបង្ហាប់ isothermal នៃឧស្ម័ននៅ o ~ ^
សីតុណ្ហភាព T2 ។ ឧស្ម័នផ្តល់ឱ្យក្នុងអង្ករនេះ g jg
នៅក្នុងដំណើរការនៃទូទឹកកកបរិមាណកំដៅ Q2 ទីបំផុតឧស្ម័នត្រូវបានបង្ហាប់ adiabatically ហើយត្រឡប់ទៅស្ថានភាពដំបូងរបស់វា។
ជាមួយនឹងការពង្រីក isothermal ឧស្ម័នដំណើរការ> 0 ស្មើនឹងបរិមាណកំដៅ។ ជាមួយនឹងការពង្រីក adiabatic 2-3 ការងារវិជ្ជមាន A "3 គឺស្មើនឹងការថយចុះនៃថាមពលខាងក្នុងនៅពេលដែលឧស្ម័នត្រូវបានត្រជាក់ពីសីតុណ្ហភាព 7 \u003d ដល់សីតុណ្ហភាព។ T2: A" 3 = -AU12 = SHTX) - U (T2) ។
ការបង្ហាប់ Isothermal នៅសីតុណ្ហភាព T2 តម្រូវឱ្យមានការងារ A2 ដើម្បីអនុវត្តលើឧស្ម័ន។ ឧស្ម័នធ្វើការងារអវិជ្ជមានដែលត្រូវគ្នា А 2
សំណួរទី 2 ទីបំផុតការបង្ហាប់ adiabatic តម្រូវឱ្យមានការងារ A4 = AU21 នៅលើឧស្ម័ន។ ការងាររបស់
Carnot Nicola Leonard Sadi (1796-1832) - វិស្វករ និងរូបវិទ្យាជនជាតិបារាំងដ៏ប៉ិនប្រសប់ ដែលជាស្ថាបនិកម្នាក់នៃទែរម៉ូឌីណាមិក។ នៅក្នុងការងាររបស់គាត់ "ការគិតអំពីកម្លាំងជំរុញនៃភ្លើងនិងអំពីម៉ាស៊ីនដែលមានសមត្ថភាពអភិវឌ្ឍកម្លាំងនេះ" (1824) គាត់បានបង្ហាញជាលើកដំបូងថាម៉ាស៊ីនកំដៅអាចដំណើរការបានតែក្នុងអំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូរកំដៅពីរាងកាយក្តៅទៅត្រជាក់មួយ។ Carnot បានបង្កើតម៉ាស៊ីនកំដៅដ៏ល្អមួយ គណនាប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនដ៏ល្អមួយ ហើយបានបង្ហាញថាមេគុណនេះគឺអតិបរមាដែលអាចធ្វើបានសម្រាប់ម៉ាស៊ីនកំដៅពិតប្រាកដណាមួយ។ ឧស្ម័ន A \ = -L4 = -At / 2i = - ЩТх) ។ ដូច្នេះសរុប ra
bot នៃឧស្ម័នសម្រាប់ដំណើរការ adiabatic ពីរគឺស្មើនឹងសូន្យ។
ឧស្ម័នដំណើរការក្នុងមួយវដ្ត
A "= A [+ A" 2 = Q1 + Q2 = IQJ - |Q2|។ (5.12.1)
ការងារនេះមានលេខស្មើនឹងផ្ទៃនៃតួរលេខដែលចងដោយខ្សែកោងវដ្ដ (ដាក់ស្រមោលក្នុងរូប 5.16)។
ដើម្បីគណនាប្រសិទ្ធភាព អ្នកត្រូវគណនាការងារកំឡុងពេលដំណើរការ isothermal 1-2 និង 3-4 ។ ការគណនានាំឱ្យមានលទ្ធផលដូចខាងក្រោមៈ
(5.12.2) ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅ Carnot គឺស្មើនឹងសមាមាត្រនៃភាពខុសគ្នារវាងសីតុណ្ហភាពដាច់ខាតរបស់ម៉ាស៊ីនកម្តៅ និងទូទឹកកកទៅនឹងសីតុណ្ហភាពដាច់ខាតរបស់ឧបករណ៍កម្តៅ។
វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីបង្ហាញពីការងារដែលបានធ្វើដោយម៉ាស៊ីនក្នុងមួយវដ្តនិងបរិមាណនៃកំដៅ Q2 ដែលបានផ្តល់ឱ្យទូទឹកកកតាមរយៈប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីននិងបរិមាណកំដៅដែលទទួលបានពីម៉ាស៊ីនកំដៅយោងទៅតាមនិយមន័យនៃប្រសិទ្ធភាព
L "= l បរិមាណកំដៅ
Q2 = A "- = TlQi ​​- Qi = QiOl - D- (5.12.4)
ចាប់តាំងពី t) | Q2 | = (1-71) QI ។ (5.12.5)
ម៉ាស៊ីនត្រជាក់ល្អបំផុត
វដ្ត Carnot គឺអាចបញ្ច្រាស់បាន ដូច្នេះវាអាចត្រូវបានធ្វើក្នុងទិសដៅផ្ទុយ។ វានឹងលែងជាម៉ាស៊ីនកំដៅទៀតហើយ ប៉ុន្តែជាម៉ាស៊ីនត្រជាក់ដ៏ល្អ។
ដំណើរការនឹងប្រែទៅខាងចុះក្រោម។ ការងារ A ត្រូវបានធ្វើដើម្បីជំរុញម៉ាស៊ីន។ បរិមាណកំដៅ Qx ត្រូវបានផ្ទេរដោយអង្គធាតុរាវធ្វើការទៅឧបករណ៍កម្តៅដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាង ហើយបរិមាណកំដៅ Q2 ត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ទៅវត្ថុរាវធ្វើការពីទូទឹកកក (រូបភាព 5.17) ។ កំដៅ​ត្រូវ​ផ្ទេរ​ពី​តួ​ត្រជាក់​ទៅ​ក្តៅ ហេតុ​អ្វី​បាន​ជា​ម៉ាស៊ីន​ហៅ​ថា​ម៉ាស៊ីន​ត្រជាក់?
បរិមាណកំដៅ Q
"G

បរិមាណកំដៅ Q2
ការងារ
សីតុណ្ហភាពទូរទឹកកក T2
អង្ករ។ ៥.១៧
ប៉ុន្តែនេះមិនផ្ទុយនឹងច្បាប់ទី 2 នៃទែរម៉ូឌីណាមិកទេ: កំដៅមិនផ្ទេរដោយខ្លួនវាទេប៉ុន្តែដោយសារតែការអនុវត្តការងារ។
អនុញ្ញាតឱ្យយើងបង្ហាញពីបរិមាណកំដៅ Q1 និង Q2 តាមរយៈការងារ A និងប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីន T | ។ ចាប់តាំងពីយោងទៅតាមរូបមន្ត (5.12.3) A "= riQj = -A បន្ទាប់មក

(5.12.6)
បរិមាណកំដៅដែលផ្ទេរដោយអង្គធាតុរាវការងារគឺតែងតែអវិជ្ជមាន។ ច្បាស់ណាស់ |Qj| = ^ ។ នេះ​បើ​តាម​ការ​បញ្ចេញ​មតិ
(5.12.4) បរិមាណកំដៅ Q2 = QiCn ~ 1) ឬយកទៅក្នុងគណនីទំនាក់ទំនង (5.12.3) (5.12.7)
q2 = V1a> 0- បរិមាណកំដៅនេះត្រូវបានទទួលដោយសារធាតុរាវធ្វើការពីទូទឹកកក។
ម៉ាស៊ីនកំដៅដំណើរការដូចម៉ាស៊ីនបូមកំដៅ។ បរិមាណកំដៅ Qj ត្រូវបានផ្ទេរទៅរាងកាយក្តៅដែលធំជាងបរិមាណដែលយកចេញពីទូទឹកកក។ យោងតាមរូបមន្ត (5.12.7) Q2 = ^ -A = -Qj - A. ដូចនេះ
| Q1 \ = A + Q2 ។ (5.12.8)
ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅត្រូវបានកំណត់ដោយ
ផ្លាស់ប្តូរ є = -г, ចាប់តាំងពីគោលបំណងរបស់វាត្រូវបានដកឱ្យបានច្រើនតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន។
កំដៅកាន់តែច្រើនពីប្រព័ន្ធត្រជាក់ខណៈពេលដែលធ្វើការងារតិចតួចតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន។ បរិមាណ є ត្រូវបានគេហៅថាមេគុណនៃការអនុវត្ត។ សម្រាប់ម៉ាស៊ីនត្រជាក់ដ៏ល្អយោងតាមរូបមន្ត (5.12.7) និង (5.12.2)
Qn T2
នោះគឺភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពកាន់តែទាប មេគុណទូរទឹកកកកាន់តែខ្ពស់ និងកាន់តែទាប សីតុណ្ហភាពនៃរាងកាយដែលកំដៅត្រូវបានយកកាន់តែទាប។ ជាក់ស្តែង មេគុណនៃការអនុវត្តអាចធំជាងការរួបរួម។ សម្រាប់ទូទឹកកកពិតប្រាកដគឺច្រើនជាងបី។ ម៉ាស៊ីនត្រជាក់មួយប្រភេទ គឺជាម៉ាស៊ីនត្រជាក់ដែលយកកំដៅពីបន្ទប់មួយ ហើយផ្ទេរវាទៅខ្យល់ជុំវិញ។
ម៉ាស៊ីនបូមកំដៅ
នៅពេលកំដៅបន្ទប់ជាមួយឧបករណ៍កម្តៅអគ្គីសនី វាមានអត្ថប្រយោជន៍ច្រើនជាងមុនក្នុងការប្រើម៉ាស៊ីនបូមកំដៅ ហើយមិនត្រឹមតែជាឧបករណ៏ដែលកំដៅដោយចរន្តប៉ុណ្ណោះទេ។ ស្នប់នឹងផ្ទេរបរិមាណកំដៅ Q2 ពីខ្យល់ព័ទ្ធជុំវិញទៅបន្ទប់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនេះមិនត្រូវបានធ្វើទេដោយសារតែតម្លៃខ្ពស់នៃអង្គភាពទូរទឹកកកបើប្រៀបធៀបទៅនឹងចង្ក្រានអគ្គីសនីឬចើងរកានកមដោធម្មតា។
នៅពេលប្រើម៉ាស៊ីនបូមកំដៅ បរិមាណកំដៅ Qj ដែលទទួលបានដោយរាងកាយកំដៅគឺជាការចាប់អារម្មណ៍ជាក់ស្តែង ហើយមិនមែនជាបរិមាណកំដៅ Q2 ដែលផ្តល់ដល់រាងកាយត្រជាក់នោះទេ។ ដូច្នេះលក្ខណៈនៃស្នប់កំដៅគឺដូច្នេះ
lQi |
ហៅថាមេគុណកំដៅ?ពី = ។
សម្រាប់ម៉ាស៊ីនដ៏ល្អដោយគិតគូរពីទំនាក់ទំនង (5.12.6) និង (5.12.2) យើងនឹងមាន Єfrom = m^V "(5.12.10)
1 1 ~ 1 2
ដែល 7 "1 គឺជាសីតុណ្ហភាពដាច់ខាតនៃបន្ទប់ដែលគេឱ្យកម្តៅ ហើយ Г2 គឺជាសីតុណ្ហភាពដាច់ខាតនៃខ្យល់ព័ទ្ធជុំវិញ។ ដូច្នេះមេគុណកំដៅតែងតែធំជាងការរួបរួម។ សម្រាប់ឧបករណ៍ពិតនៅសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញ t2 = 0 ° C និងបន្ទប់មួយ។ សីតុណ្ហភាព tl = 25 ° C єf = 12 បរិមាណកំដៅត្រូវបានផ្ទេរទៅក្នុងបន្ទប់ដែលស្ទើរតែ 12 ដងនៃបរិមាណអគ្គិសនីប្រើប្រាស់។
ប្រសិទ្ធភាពអតិបរមានៃម៉ាស៊ីនកំដៅ
(ទ្រឹស្តីបទ Carnot)
សារៈសំខាន់ចម្បងនៃរូបមន្ត (5.12.2) ដែលទទួលបានដោយ Carnot សម្រាប់ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនដ៏ល្អគឺថាវាកំណត់ប្រសិទ្ធភាពអតិបរមាដែលអាចធ្វើបាននៃម៉ាស៊ីនកំដៅណាមួយ។
Carnot បានបង្ហាញឱ្យឃើញដោយផ្អែកលើច្បាប់ទី 2 នៃទែរម៉ូឌីណាមិក ទ្រឹស្តីបទខាងក្រោម៖ ម៉ាស៊ីនកំដៅពិតប្រាកដណាមួយដែលដំណើរការជាមួយម៉ាស៊ីនកម្តៅដែលមានសីតុណ្ហភាព Tt និងទូទឹកកកដែលមានសីតុណ្ហភាព T2 មិនអាចមានប្រសិទ្ធភាពលើសពីប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅដ៏ល្អនោះទេ។
ចូរយើងពិចារណាជាមុនសិនអំពីម៉ាស៊ីនកំដៅដែលដំណើរការក្នុងវដ្តបញ្ច្រាសជាមួយនឹងឧស្ម័នពិត។ វដ្តអាចជាណាមួយវាមានសារៈសំខាន់តែមួយគត់ដែលសីតុណ្ហភាពរបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅនិងទូទឹកកកគឺ T1, T2 ។
អនុញ្ញាតឱ្យយើងសន្មត់ថាប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅមួយផ្សេងទៀត (មិនដំណើរការតាមវដ្ត Carnot) គឺ r \ "> G | ។ ម៉ាស៊ីនដំណើរការជាមួយម៉ាស៊ីនកម្តៅធម្មតា និងទូទឹកកកទូទៅ។ អនុញ្ញាតឱ្យម៉ាស៊ីន Carnot ដំណើរការក្នុងរង្វង់បញ្ច្រាស (ដូចជា ម៉ាស៊ីនទូរទឹកកក) និងម៉ាស៊ីនមួយទៀតនៅក្នុងវដ្តផ្ទាល់ (រូបភាព 5.18) ។ ម៉ាស៊ីនកំដៅដំណើរការស្មើៗគ្នា យោងតាមរូបមន្ត (5.12.3) និង (5.12.5)
A "= r \" Q [= ^ _, \ Q " 2 \ ។ (5.12.11)
ម៉ាស៊ីនទូរទឹកកកតែងតែអាចត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីឱ្យវាយកបរិមាណកំដៅ Q2 = \ Q2 \ ពីទូទឹកកក។

បន្ទាប់មកយោងទៅតាមរូបមន្ត (5.12.7) ការងារនឹងត្រូវបានធ្វើនៅលើវា។
A = (5.12.12)
ចាប់តាំងពីយោងទៅតាមលក្ខខណ្ឌ Γ |"> t | បន្ទាប់មក A"> A. ដូច្នេះម៉ាស៊ីនកំដៅអាចដំណើរការម៉ាស៊ីនត្រជាក់ហើយនឹងនៅតែមានការងារលើស។ ការងារអតិរេកនេះត្រូវបានធ្វើដោយកំដៅដែលយកចេញពីប្រភពមួយ។ យ៉ាងណាមិញកំដៅមិនត្រូវបានផ្ទេរទៅទូទឹកកកទេនៅពេលដែលម៉ាស៊ីនពីរដំណើរការក្នុងពេលតែមួយ។ ប៉ុន្តែនេះគឺផ្ទុយទៅនឹងច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិក។
បើយើងសន្មត់ថា T| > T | " បន្ទាប់មកម៉ាស៊ីនមួយទៀតអាចដំណើរការក្នុងវដ្តបញ្ច្រាស ហើយម៉ាស៊ីន Carnot ក្នុងវដ្តផ្ទាល់។ យើងមកម្តងទៀតនូវភាពផ្ទុយគ្នាជាមួយនឹងច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិក។ ដូច្នេះហើយម៉ាស៊ីនពីរដែលដំណើរការក្នុងវដ្តបញ្ច្រាសមាន ប្រសិទ្ធភាពដូចគ្នា៖ r |" = Г |
វាជាបញ្ហាផ្សេងប្រសិនបើម៉ាស៊ីនទីពីរដំណើរការក្នុងវដ្តដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន។ ប្រសិនបើយើងសន្មត់ថា D)"> D) បន្ទាប់មកយើងមកម្តងទៀតនូវភាពផ្ទុយគ្នាជាមួយនឹងច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិក។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការសន្មត់ D)"

នេះជាលទ្ធផលចម្បង៖

(5.12.13)
ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅពិតប្រាកដ
រូបមន្ត (5.12.13) ផ្តល់ដែនកំណត់ទ្រឹស្តីសម្រាប់តម្លៃអតិបរមានៃប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅ។ វាបង្ហាញថាសីតុណ្ហភាពរបស់ម៉ាស៊ីនកម្តៅកាន់តែខ្ពស់ និងសីតុណ្ហភាពនៃទូទឹកកកកាន់តែទាប ម៉ាស៊ីនកំដៅកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។ មានតែនៅសីតុណ្ហភាពទូទឹកកកស្មើនឹងសូន្យដាច់ខាត, Г | = ១.
ប៉ុន្តែ​សីតុណ្ហភាព​នៃ​ទូទឹកកក​មិនអាច​ទាបជាង​សីតុណ្ហភាព​ជុំវិញ​នោះ​ទេ​។ អ្នកអាចបង្កើនសីតុណ្ហភាពរបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្ភារៈណាមួយ (រឹង) មានកម្រិតធន់នឹងកំដៅ ឬធន់នឹងកំដៅ។ នៅពេលដែលកំដៅវាបាត់បង់លក្ខណៈសម្បត្តិយឺតរបស់វាបន្តិចម្តង ៗ ហើយនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់វារលាយ។
ឥឡូវនេះកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងចម្បងរបស់វិស្វករគឺសំដៅបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនដោយកាត់បន្ថយការកកិតនៃផ្នែករបស់ពួកគេ ការបាត់បង់ប្រេងឥន្ធនៈដោយសារការឆេះមិនពេញលេញ។ល។ លទ្ធភាពពិតប្រាកដសម្រាប់ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៅតែមានច្រើន។ ដូច្នេះសម្រាប់ទួរប៊ីនចំហាយទឹក សីតុណ្ហភាពចំហាយដំបូង និងចុងក្រោយគឺប្រហាក់ប្រហែលដូចខាងក្រោម៖ T1 = 800 K និង T2 = 300 K. នៅសីតុណ្ហភាពទាំងនេះ តម្លៃអតិបរមានៃប្រសិទ្ធភាពគឺ
T1 - T2
Lmax = = 0.62 = 62% ។
តម្លៃជាក់ស្តែងនៃប្រសិទ្ធភាពដោយសារប្រភេទផ្សេងៗនៃការបាត់បង់ថាមពលគឺប្រហែល 40% ។ ម៉ាស៊ីនចំហេះខាងក្នុងមានប្រសិទ្ធភាពអតិបរមា - ប្រហែល 44% ។
ប្រសិទ្ធភាពនៃកំដៅណាមួយ។
ម៉ាស៊ីនមិនអាចលើសពីអតិបរមាទេ។
T1 ~ T2
តម្លៃដែលអាចធ្វើបាន Лшах = -^ - "- ដាច់ខាត
11
សីតុណ្ហភាពរបស់ឧបករណ៍កម្តៅហើយ T2 គឺដាច់ខាត
សីតុណ្ហភាពទូទឹកកក។
ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅ និងការនាំវាឱ្យជិតដល់កម្រិតអតិបរមាដែលអាចធ្វើទៅបានគឺសំខាន់បំផុត
បញ្ហាប្រឈមបច្ចេកទេស។

ប្រធានបទ៖“ គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការម៉ាស៊ីនកំដៅ។ ម៉ាស៊ីនកំដៅប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់បំផុត”។

ទំរង់:មេរៀនរួមបញ្ចូលគ្នាដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រ។

គោលដៅ៖

• បង្ហាញពីសារៈសំខាន់នៃការប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីនកំដៅក្នុងជីវិតមនុស្ស។
• ដើម្បីសិក្សាគោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការរបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅពិតប្រាកដ និងម៉ាស៊ីនដ៏ល្អដែលដំណើរការស្របតាមវដ្ត Carnot ។
• ពិចារណាពីមធ្យោបាយដែលអាចធ្វើបានដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនពិត។
• អភិវឌ្ឍការចង់ដឹងចង់ឃើញរបស់សិស្ស ការចាប់អារម្មណ៍លើការច្នៃប្រឌិតបច្ចេកទេស ការគោរពចំពោះសមិទ្ធិផលវិទ្យាសាស្ត្ររបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ និងវិស្វករ។

ផែនការ​មេរៀន។

P/p No.	សំណួរ	ពេលវេលា (នាទី)
1	បង្ហាញពីតម្រូវការសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីនកំដៅក្នុងលក្ខខណ្ឌទំនើប។
2	ពាក្យដដែលៗនៃគំនិតនៃ "ម៉ាស៊ីនកំដៅ" ។ ប្រភេទនៃម៉ាស៊ីនកំដៅ៖ ម៉ាស៊ីនចំហេះខាងក្នុង (carburetor, ម៉ាស៊ូត), ទួរប៊ីនចំហាយ និងឧស្ម័ន, ម៉ាស៊ីន turbojet និងម៉ាស៊ីនរ៉ុក្កែត។
3	ការពន្យល់អំពីសម្ភារៈទ្រឹស្តីថ្មី។ គ្រោងការណ៍និងឧបករណ៍នៃម៉ាស៊ីនកំដៅ គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការប្រសិទ្ធភាព។ វដ្ត Carnot, ម៉ាស៊ីនកំដៅដ៏ល្អ, ប្រសិទ្ធភាពរបស់វា។ ការប្រៀបធៀបប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅពិតប្រាកដ និងដ៏ល្អ។
4	ដំណោះស្រាយចំពោះបញ្ហាលេខ 703 (Stepanova) លេខ 525 (Bendrikov) ។
5	ធ្វើការជាមួយម៉ូដែលម៉ាស៊ីនកំដៅ។
6	ការសង្ខេប។ កិច្ចការផ្ទះ § 33 បញ្ហាលេខ 700 និងលេខ 697 (Stepanova)

សម្ភារៈទ្រឹស្តី

តាំងពីបុរាណកាលមក មនុស្សម្នាក់ចង់រំដោះខ្លួនចេញពីការប្រឹងប្រែងខាងរាងកាយ ឬធ្វើឱ្យពួកគេស្រាលពេលធ្វើចលនាអ្វីមួយ ដើម្បីឱ្យកាន់តែមានកម្លាំង និងល្បឿន។
រឿងព្រេងត្រូវបានបង្កើតឡើងអំពីកំរាលព្រំ យន្តហោះ ស្បែកជើងកវែងប្រាំពីរ និងអ្នកជំនួយការដែលបានដឹកមនុស្សម្នាក់ទៅកាន់ទឹកដីឆ្ងាយដោយរលកនៃ wand ។ ការ​លើក​ទម្ងន់ មនុស្ស​បាន​បង្កើត​រទេះ​ព្រោះ​វា​ងាយ​ស្រួល​ក្នុង​ការ​រមៀល។ បន្ទាប់មកពួកគេបានសម្របខ្លួនសត្វ - គោ, ក្តាន់, ឆ្កែ, ភាគច្រើននៃសេះទាំងអស់។ នេះជារបៀបដែលរទេះ និងរទេះរុញបានបង្ហាញខ្លួន។ នៅក្នុងក្រុមនាវិក មនុស្សខំប្រឹងដើម្បីភាពសុខស្រួល ធ្វើឲ្យពួកគេកាន់តែប្រសើរឡើង។
បំណងប្រាថ្នារបស់មនុស្សក្នុងការបង្កើនល្បឿនក៏បានបង្កើនល្បឿននៃការផ្លាស់ប្តូរព្រឹត្តិការណ៍នៅក្នុងប្រវត្តិសាស្រ្តនៃការអភិវឌ្ឍន៍ការដឹកជញ្ជូន។ ពីភាសាក្រិច "autos" - "self" និង Latin "mobilis" - "mobile" នៅក្នុងភាសាអ៊ឺរ៉ុប adjective "self-propelled" ត្រូវបានបង្កើតឡើងតាមព្យញ្ជនៈ "auto - mobile" ។

វាសំដៅទៅលើនាឡិកា តុក្កតាស្វ័យប្រវត្តិ ចំពោះយន្តការគ្រប់ប្រភេទ ជាទូទៅចំពោះអ្វីៗគ្រប់យ៉ាងដែលបម្រើជាការបន្ថែមដល់ "ការបន្ត" "ការកែលម្អ" របស់មនុស្ស។ នៅសតវត្សទីដប់ប្រាំបី ពួកគេបានព្យាយាមជំនួសកម្លាំងមនុស្សដោយចំហាយទឹក ហើយបានអនុវត្តពាក្យថា "រថយន្ត" ទៅជាទូរថភ្លើងដែលគ្មានផ្លូវ។

ហេតុអ្វីបានជាអាយុរបស់រថយន្តត្រូវបានរាប់ពី "រថយន្តសាំង" ដំបូងបង្អស់ដែលមានម៉ាស៊ីនចំហេះខាងក្នុង ដែលត្រូវបានបង្កើត និងបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 1885-1886? ដូចជាប្រសិនបើភ្លេចអំពីចំហាយនិងថ្ម (អគ្គិសនី) នាវិក។ ការពិតគឺថាម៉ាស៊ីនចំហេះខាងក្នុងបានធ្វើបដិវត្តន៍ពិតប្រាកដនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាដឹកជញ្ជូន។ សម្រាប់រយៈពេលដ៏យូរមួយវាបានប្រែទៅជាស្របបំផុតជាមួយនឹងគំនិតនៃរថយន្តមួយហើយដូច្នេះបានរក្សាតំណែងលេចធ្លោរបស់ខ្លួនសម្រាប់រយៈពេលដ៏យូរមួយ។ ចំណែកនៃរថយន្តដែលមានម៉ាស៊ីនចំហេះខាងក្នុងសព្វថ្ងៃនេះគឺច្រើនជាង 99.9% នៃការដឹកជញ្ជូនតាមផ្លូវគោករបស់ពិភពលោក។<ឧបសម្ព័ន្ធ ១ >

ផ្នែកសំខាន់នៃម៉ាស៊ីនកំដៅ

នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាទំនើបថាមពលមេកានិចត្រូវបានទទួលជាចម្បងពីថាមពលខាងក្នុងនៃឥន្ធនៈ។ ឧបករណ៍ដែលបំប្លែងថាមពលខាងក្នុងទៅជាថាមពលមេកានិកកើតឡើងត្រូវបានគេហៅថាម៉ាស៊ីនកំដៅ។<ឧបសម្ព័ន្ធ ២ >

ដើម្បីធ្វើការងារដោយការដុតឥន្ធនៈនៅក្នុងឧបករណ៍ដែលហៅថាម៉ាស៊ីនកម្តៅ អ្នកអាចប្រើស៊ីឡាំងដែលឧស្ម័នឡើងកំដៅ ហើយពង្រីក និងផ្លាស់ទីស្តុង។<ឧបសម្ព័ន្ធទី ៣ > ឧស្ម័នដែលជាការពង្រីកដែលបណ្តាលឱ្យ piston ផ្លាស់ទីត្រូវបានគេហៅថាសារធាតុរាវធ្វើការ។ ឧស្ម័នពង្រីកដោយសារតែសម្ពាធរបស់វាខ្ពស់ជាងសម្ពាធខាងក្រៅ។ ប៉ុន្តែនៅពេលដែលឧស្ម័នពង្រីក សម្ពាធរបស់វាធ្លាក់ចុះ ហើយមិនយូរមិនឆាប់ វានឹងស្មើនឹងសម្ពាធខាងក្រៅ។ បន្ទាប់មកការពង្រីកឧស្ម័ននឹងបញ្ចប់ហើយវានឹងឈប់ដំណើរការ។

អ្វីដែលត្រូវធ្វើដើម្បីឱ្យការងាររបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅមិនឈប់? ដើម្បីឱ្យម៉ាស៊ីនដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់ វាចាំបាច់ដែល piston បន្ទាប់ពីការពង្រីកឧស្ម័នត្រឡប់រាល់ពេលទៅទីតាំងដើមរបស់វា ដោយបង្ហាប់ឧស្ម័នទៅសភាពដើមរបស់វា។ ការបង្ហាប់ឧស្ម័នអាចកើតឡើងតែនៅក្រោមសកម្មភាពនៃកម្លាំងខាងក្រៅដែលក្នុងករណីនេះដំណើរការ (កម្លាំងនៃសម្ពាធឧស្ម័នក្នុងករណីនេះដំណើរការអវិជ្ជមាន) ។ បន្ទាប់ពីនោះដំណើរការនៃការពង្រីកនិងការកន្ត្រាក់នៃឧស្ម័នអាចកើតឡើងម្តងទៀត។ នេះមានន័យថាការងាររបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅគួរតែមានដំណើរការដដែលៗ (វដ្ត) នៃការពង្រីក និងការកន្ត្រាក់។

រូបភាពទី 1 បង្ហាញក្រាហ្វិកនៃដំណើរការពង្រីកឧស្ម័ន (បន្ទាត់ AB) និងការបង្ហាប់ទៅកម្រិតសំឡេងដើម (បន្ទាត់ ស៊ីឌី) ។ការងាររបស់ឧស្ម័ននៅក្នុងដំណើរការនៃការពង្រីកគឺវិជ្ជមាន ( អេហ្វ > ០ ABEF... ការងាររបស់ឧស្ម័នកំឡុងពេលបង្ហាប់គឺអវិជ្ជមាន (ចាប់តាំងពី អេហ្វ< 0 ) និងជាលេខស្មើនឹងផ្ទៃនៃរូប CDEF ។ការងារដែលមានប្រយោជន៍សម្រាប់វដ្តនេះគឺមានចំនួនស្មើនឹងភាពខុសគ្នានៅក្នុងតំបន់ដែលស្ថិតនៅក្រោមខ្សែកោង ABនិង ស៊ីឌី(បំពេញក្នុងរូប)។
វត្តមានរបស់ម៉ាស៊ីនកម្តៅ សារធាតុរាវធ្វើការ និងទូទឹកកកគឺជាលក្ខខណ្ឌចាំបាច់ជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ប្រតិបត្តិការបន្តនៃម៉ាស៊ីនកំដៅណាមួយ។

ប្រសិទ្ធភាពម៉ាស៊ីនកំដៅ

អង្គធាតុរាវដែលកំពុងដំណើរការ ដោយទទួលបានបរិមាណជាក់លាក់នៃកំដៅ Q 1 ពីឧបករណ៍កម្តៅ ផ្តល់ផ្នែកមួយនៃបរិមាណកំដៅនេះ ម៉ូឌុល | Q2 | ទៅទូទឹកកក។ ដូច្នេះ​ការងារ​ដែល​កំពុង​ធ្វើ​មិន​អាច​មាន​ច្រើន​ជាង​នេះ​ទេ។ A = Q 1 - | Q 2 | ។សមាមាត្រនៃការងារនេះទៅនឹងបរិមាណកំដៅដែលទទួលបានដោយឧស្ម័នពង្រីកពីឧបករណ៍កំដៅត្រូវបានគេហៅថា ប្រសិទ្ធភាពម៉ាស៊ីនកំដៅ៖

ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅដែលដំណើរការក្នុងវដ្តបិទគឺតែងតែតិចជាងមួយ។ ភារកិច្ចនៃវិស្វកម្មថាមពលកំដៅគឺដើម្បីធ្វើឱ្យប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់តាមដែលអាចធ្វើទៅបាន ពោលគឺប្រើកំដៅដែលទទួលបានពីម៉ាស៊ីនកម្តៅឱ្យច្រើនតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន។ តើនេះអាចសម្រេចបានដោយរបៀបណា?
ជាលើកដំបូង ដំណើរការរង្វិលដ៏ល្អឥតខ្ចោះបំផុត ដែលរួមមាន isotherms និង adiabats ត្រូវបានស្នើឡើងដោយរូបវិទូ និងវិស្វករជនជាតិបារាំង S. Carnot ក្នុងឆ្នាំ 1824 ។

វដ្ត Carnot ។

ចូរយើងសន្មត់ថាឧស្ម័នស្ថិតនៅក្នុងស៊ីឡាំង ជញ្ជាំង និងស្តុងដែលធ្វើពីវត្ថុធាតុអ៊ីសូឡង់កំដៅ ហើយបាតត្រូវបានធ្វើពីវត្ថុធាតុដែលមានចរន្តកំដៅខ្ពស់។ បរិមាណដែលកាន់កាប់ដោយឧស្ម័នគឺ វ ១.

យើងនឹងនាំស៊ីឡាំងចូលទៅក្នុងទំនាក់ទំនងជាមួយឧបករណ៍កម្តៅ (រូបភាពទី 2) ហើយអនុញ្ញាតឱ្យឧស្ម័នពង្រីកកំដៅដោយកំដៅ និងអនុវត្តការងារ។ . ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះឧស្ម័នទទួលបានបរិមាណជាក់លាក់នៃកំដៅពីឧបករណ៍កំដៅ។ សំណួរ ១.ដំណើរការនេះត្រូវបានបង្ហាញជាក្រាហ្វិកដោយ isotherm (កោង AB).

នៅពេលដែលបរិមាណឧស្ម័នក្លាយជាស្មើនឹងតម្លៃជាក់លាក់មួយ។ វី ១ '< V 2 , ផ្នែកខាងក្រោមនៃស៊ីឡាំងគឺដាច់ឆ្ងាយពីម៉ាស៊ីនកំដៅ , បន្ទាប់ពីនោះ ឧស្ម័ននឹងពង្រីកជាបរិមាណ វី ២,ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងការដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលអតិបរមាដែលអាចធ្វើបាននៃ piston នៅក្នុងស៊ីឡាំង (adiabat ព្រះអាទិត្យ) ក្នុងករណីនេះឧស្ម័នត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាព ធ ២< T 1 .
ឧស្ម័នដែលត្រជាក់នៅពេលនេះអាចត្រូវបានបង្ហាប់ដោយកំដៅនៅសីតុណ្ហភាព T2.ដើម្បីធ្វើដូចនេះគាត់ត្រូវតែត្រូវបាននាំចូលទៅក្នុងទំនាក់ទំនងជាមួយរាងកាយដែលមានសីតុណ្ហភាពដូចគ្នា។ T 2,ឧ. ជាមួយទូរទឹកកក , និងបង្ហាប់ឧស្ម័នដោយកម្លាំងខាងក្រៅ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅក្នុងដំណើរការនេះឧស្ម័ននឹងមិនត្រលប់ទៅសភាពដើមរបស់វាវិញទេ - សីតុណ្ហភាពរបស់វានឹងទាបជាងជានិច្ច ធ ១.
ដូច្នេះការបង្ហាប់ isothermal ត្រូវបាននាំយកទៅកម្រិតមធ្យមជាក់លាក់មួយ។ V 2 '> V ១( isotherm ស៊ីឌី) ក្នុងករណីនេះឧស្ម័នផ្តល់កំដៅក្នុងបរិមាណជាក់លាក់មួយទៅទូទឹកកក។ សំណួរទី 2ស្មើនឹងការងារបង្ហាប់ដែលបានអនុវត្តលើវា។ បន្ទាប់ពីនោះឧស្ម័នត្រូវបានបង្ហាប់ adiabatically ទៅជាបរិមាណមួយ។ វី ១,ខណៈពេលដែលសីតុណ្ហភាពរបស់វាកើនឡើងដល់ ធ ១(អាឌីបាត ដា) ឥឡូវនេះឧស្ម័នបានត្រលប់ទៅសភាពដើមវិញហើយដែលបរិមាណរបស់វាស្មើនឹង V 1 សីតុណ្ហភាពគឺ T 1,សម្ពាធ - ទំ ១ហើយវដ្តអាចត្រូវបានធ្វើម្តងទៀតម្តងទៀត។

ដូច្នេះនៅលើគេហទំព័រ ABCឧស្ម័នដំណើរការ (A> 0),និងនៅលើគេហទំព័រ ស៊ីឌីអេការងារត្រូវបានធ្វើនៅលើឧស្ម័ន (ក< 0). នៅលើដីឡូតិ៍ ព្រះអាទិត្យនិង ADការងារត្រូវបានធ្វើដោយការផ្លាស់ប្តូរថាមពលខាងក្នុងនៃឧស្ម័នប៉ុណ្ណោះ។ ចាប់តាំងពីការផ្លាស់ប្តូរថាមពលខាងក្នុង UBC = -យូដាបន្ទាប់មកការងារនៅក្នុងដំណើរការ adiabatic គឺស្មើគ្នា: ABC = –ADA ។អាស្រ័យហេតុនេះ ការងារសរុបដែលបានអនុវត្តក្នុងមួយវដ្តត្រូវបានកំណត់ដោយភាពខុសគ្នារវាងការងារដែលបានអនុវត្តក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ isothermal (ផ្នែក ABនិង ស៊ីឌី) ជាលេខ ការងារនេះគឺស្មើនឹងផ្ទៃនៃតួរលេខដែលចងភ្ជាប់ដោយខ្សែកោងវដ្ដ ABCD.
មានតែផ្នែកមួយនៃបរិមាណកំដៅប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានបំលែងទៅជាការងារដែលមានប្រយោជន៍។ QTទទួលបានពីម៉ាស៊ីនកំដៅស្មើនឹង QT 1 - | QT 2 | ។ដូច្នេះនៅក្នុងវដ្ត Carnot ការងារមានប្រយោជន៍ A = QT 1 - | QT 2 | ។
ប្រសិទ្ធភាពអតិបរមានៃវដ្តដ៏ល្អមួយ ដូចដែលបានបង្ហាញដោយ S. Carnot អាចត្រូវបានបញ្ជាក់នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃសីតុណ្ហភាពរបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅ (T 1)និងទូទឹកកក (T 2):

នៅក្នុងម៉ាស៊ីនពិត វាមិនអាចអនុវត្តវដ្តមួយដែលមានដំណើរការ isothermal និង adiabatic ដ៏ល្អនោះទេ។ ដូច្នេះប្រសិទ្ធភាពនៃវដ្តដែលបានអនុវត្តនៅក្នុងម៉ាស៊ីនពិតគឺតែងតែតិចជាងប្រសិទ្ធភាពនៃវដ្ត Carnot (នៅសីតុណ្ហភាពដូចគ្នានៃកំដៅនិងទូទឹកកក):

វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីរូបមន្តថាសីតុណ្ហភាពរបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅកាន់តែខ្ពស់និងសីតុណ្ហភាពនៃទូទឹកកកកាន់តែទាបប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ូទ័រកាន់តែខ្ពស់។

លេខបញ្ហា 703

ម៉ាស៊ីនដំណើរការតាមវដ្ត Carnot ។ តើប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅនឹងផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងដូចម្តេច ប្រសិនបើនៅសីតុណ្ហភាពទូទឹកកកថេរនៃ 17 ° C សីតុណ្ហភាពរបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅត្រូវបានកើនឡើងពី 127 ទៅ 447 ° C?

លេខបញ្ហា 525

កំណត់ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនត្រាក់ទ័រដែលត្រូវការប្រេង 1.5 គីឡូក្រាមជាមួយនឹងតម្លៃ calorific ជាក់លាក់ 4.2 107J / kg ដើម្បីអនុវត្តការងារ 1.9 107J ។

ធ្វើតេស្តកុំព្យូទ័រលើប្រធានបទមួយ។<ឧបសម្ព័ន្ធទី ៤ > ធ្វើការជាមួយម៉ូដែលម៉ាស៊ីនកំដៅ។

ប្រធានបទនៃ USE codifier៖ គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការម៉ាស៊ីនកំដៅ ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅ ម៉ាស៊ីនកំដៅ និងការការពារបរិស្ថាន។

និយាយឱ្យខ្លី ម៉ាស៊ីនកំដៅបំប្លែងភាពកក់ក្តៅទៅជាការងារ ឬផ្ទុយទៅវិញ ធ្វើការទៅជាភាពកក់ក្តៅ។
ម៉ាស៊ីនកំដៅមានពីរប្រភេទ - អាស្រ័យលើទិសដៅនៃដំណើរការដែលកើតឡើងនៅក្នុងពួកគេ។

1. ម៉ាស៊ីនកំដៅបំប្លែងកំដៅដែលមកពីប្រភពខាងក្រៅទៅជាការងារមេកានិក។

2. ម៉ាស៊ីនត្រជាក់ផ្ទេរកំដៅពីរាងកាយដែលមានកំដៅតិចទៅកំដៅជាងដោយសារតែការងារមេកានិចនៃប្រភពខាងក្រៅ។

ចូរយើងពិចារណាអំពីប្រភេទម៉ាស៊ីនកំដៅទាំងនេះឱ្យបានលម្អិតបន្ថែមទៀត។

ម៉ាស៊ីនកំដៅ

យើងដឹងថាការធ្វើការងារលើរាងកាយគឺជាវិធីមួយក្នុងការផ្លាស់ប្តូរថាមពលខាងក្នុងរបស់វា៖ ការងារដែលបានបញ្ចប់ដូចដែលវាត្រូវបានរំលាយនៅក្នុងខ្លួន ប្រែទៅជាថាមពលនៃចលនាវឹកវរ និងអន្តរកម្មនៃភាគល្អិតរបស់វា។

អង្ករ។ 1. ម៉ាស៊ីនកំដៅ

ម៉ាស៊ីនកំដៅគឺជាឧបករណ៍ដែលផ្ទុយទៅវិញទាញយកការងារមានប្រយោជន៍ពីថាមពលខាងក្នុង "វឹកវរ" នៃរាងកាយ។ ការបង្កើតម៉ាស៊ីនកំដៅបានផ្លាស់ប្តូរមុខមាត់នៃអរិយធម៌របស់មនុស្សយ៉ាងខ្លាំង។

ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃម៉ាស៊ីនកំដៅអាចត្រូវបានបង្ហាញដូចខាងក្រោម (រូបភាពទី 1) ។ ចូរយើងយល់ពីអ្វីដែលធាតុនៃដ្យាក្រាមនេះមានន័យ។

រាងកាយធ្វើការម៉ាស៊ីនគឺឧស្ម័ន។ វាពង្រីក, ផ្លាស់ទី piston ហើយដូច្នេះអនុវត្តការងារមេកានិចមានប្រយោជន៍។

ប៉ុន្តែដើម្បីបង្ខំឱ្យឧស្ម័នពង្រីកដោយយកឈ្នះលើកម្លាំងខាងក្រៅ វាចាំបាច់ក្នុងការកំដៅវាទៅសីតុណ្ហភាពដែលខ្ពស់ជាងសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញ។ ចំពោះបញ្ហានេះឧស្ម័នត្រូវបាននាំចូលទៅក្នុងទំនាក់ទំនងជាមួយ ម៉ាស៊ីន​កំ​ដៅ- ដុតឥន្ធនៈ។

នៅក្នុងដំណើរការនៃការចំហេះឥន្ធនៈថាមពលដ៏សំខាន់ត្រូវបានបញ្ចេញដែលផ្នែកខ្លះត្រូវបានប្រើដើម្បីកំដៅឧស្ម័ន។ ឧស្ម័នទទួលបានបរិមាណកំដៅពីឧបករណ៍កំដៅ។ វាគឺដោយសារតែកំដៅនេះដែលម៉ាស៊ីនធ្វើការងារមានប្រយោជន៍។

នេះគឺច្បាស់ទាំងអស់។ តើទូរទឹកកកជាអ្វី ហើយហេតុអ្វីបានជាវាត្រូវការ?

ជាមួយនឹងការពង្រីកឧស្ម័នតែមួយ យើងអាចប្រើប្រាស់កំដៅចូលបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន ហើយបង្វែរវាឱ្យទៅជាការងារទាំងស្រុង។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះវាចាំបាច់ដើម្បីពង្រីកឧស្ម័ន isothermally: ច្បាប់ទីមួយនៃទែរម៉ូឌីណាមិចដូចដែលយើងដឹងហើយផ្តល់ឱ្យយើងក្នុងករណីនេះ។

ប៉ុន្តែគ្មាននរណាម្នាក់ត្រូវការការពង្រីកតែមួយដងទេ។ ម៉ាស៊ីនត្រូវតែដំណើរការ វដ្តផ្តល់នូវភាពទៀងទាត់នៃចលនា piston ដដែលៗ។ ដូច្នេះនៅចុងបញ្ចប់នៃការពង្រីកឧស្ម័នត្រូវតែត្រូវបានបង្ហាប់ដោយត្រលប់ទៅសភាពដើមវិញ។

ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការពង្រីកឧស្ម័នធ្វើការងារវិជ្ជមានមួយចំនួន។ នៅក្នុងដំណើរការនៃការបង្ហាប់ការងារវិជ្ជមានត្រូវបានអនុវត្តនៅលើឧស្ម័ន (ហើយឧស្ម័នខ្លួនឯងធ្វើការអវិជ្ជមាន) ។ ជាលទ្ធផលការងារមានប្រយោជន៍នៃឧស្ម័នក្នុងមួយវដ្ត : ។

ពិតណាស់ class="tex" alt="(!LANG: A> 0"> , или (иначе никакого смысла в двигателе нет).!}

ការបង្ហាប់ឧស្ម័នយើងត្រូវធ្វើការងារតិចជាងឧស្ម័នដែលបានធ្វើនៅពេលពង្រីក។

តើនេះអាចសម្រេចបានដោយរបៀបណា? ចំលើយ៖ ដើម្បីបង្ហាប់ឧស្ម័ននៅសម្ពាធទាបជាងពួកវាកំឡុងពេលពង្រីក។ នៅក្នុងពាក្យផ្សេងទៀតដំណើរការបង្ហាប់គួរតែបន្តនៅលើ -diagram ខាងក្រោមដំណើរការពង្រីក ពោលគឺវដ្តត្រូវតែឆ្លងកាត់ ទ្រនិចនាឡិកា(រូបទី 2) ។

អង្ករ។ 2. វដ្តនៃម៉ាស៊ីនកំដៅ

ឧទាហរណ៍នៅក្នុងវដ្តក្នុងរូបភាពការងារនៃឧស្ម័នកំឡុងពេលពង្រីកគឺស្មើនឹងតំបន់នៃ trapezoid កោង។ ដូចគ្នានេះដែរការងារនៃឧស្ម័ននៅក្នុងការបង្ហាប់គឺស្មើនឹងតំបន់នៃ trapezoid កោងដែលមានសញ្ញាដក។ ជាលទ្ធផលការងារនៃឧស្ម័នក្នុងមួយវដ្តគឺវិជ្ជមាននិងស្មើនឹងតំបន់នៃវដ្ត។

យល់ព្រម ប៉ុន្តែតើធ្វើដូចម្តេចដើម្បីឱ្យឧស្ម័នត្រឡប់ទៅសភាពដើមរបស់វាវិញតាមខ្សែកោងទាប ពោលគឺតាមរយៈរដ្ឋដែលមានសម្ពាធទាប? សូមចាំថាសម្រាប់បរិមាណដែលបានផ្តល់ឱ្យសីតុណ្ហភាពកាន់តែទាបសម្ពាធឧស្ម័នកាន់តែទាប។ ដូច្នេះក្នុងអំឡុងពេលបង្ហាប់ឧស្ម័នត្រូវតែឆ្លងកាត់រដ្ឋដែលមានសីតុណ្ហភាពទាបជាង។

នេះជាអ្វីដែលទូរទឹកកកសម្រាប់៖ ទៅ ត្រជាក់ឧស្ម័ននៅក្នុងដំណើរការនៃការបង្ហាប់។

ទូទឹកកកអាចជាបរិយាកាស (សម្រាប់ម៉ាស៊ីនចំហេះខាងក្នុង) ឬទឹកត្រជាក់ (សម្រាប់ទួរប៊ីនចំហាយទឹក)។ នៅពេលដែលត្រជាក់ ឧស្ម័នបញ្ចេញកំដៅចំនួនជាក់លាក់មួយទៅកាន់ទូទឹកកក។

ចំនួនសរុបនៃកំដៅដែលទទួលបានដោយឧស្ម័នក្នុងមួយវដ្តប្រែទៅជាស្មើគ្នា។ យោងតាមច្បាប់ទីមួយនៃទែរម៉ូឌីណាមិកៈ

តើការផ្លាស់ប្តូរថាមពលខាងក្នុងនៃឧស្ម័នក្នុងមួយវដ្តនៅឯណា។ វាស្មើនឹងសូន្យ៖ ចាប់តាំងពីឧស្ម័នត្រឡប់ទៅសភាពដើមវិញ (ហើយថាមពលខាងក្នុង ដូចដែលយើងចងចាំគឺ មុខងាររបស់រដ្ឋ) ជាលទ្ធផលការងារឧស្ម័នក្នុងមួយវដ្តគឺស្មើនឹង:

(1)

ដូចដែលអ្នកអាចឃើញ: វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការបំប្លែងកំដៅទាំងស្រុងពីម៉ាស៊ីនកំដៅទៅជាការងារ។ ផ្នែកមួយនៃកំដៅត្រូវតែត្រូវបានផ្តល់ទៅឱ្យទូទឹកកក - ដើម្បីធានាបាននូវវដ្តនៃដំណើរការនេះ។

ការចង្អុលបង្ហាញអំពីប្រសិទ្ធភាពនៃការបំប្លែងថាមពលនៃឥន្ធនៈចំហេះទៅជាការងារមេកានិចគឺជាប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅ។

ប្រសិទ្ធភាពម៉ាស៊ីនកំដៅគឺជាសមាមាត្រនៃការងារមេកានិកទៅនឹងបរិមាណកំដៅដែលទទួលបានពីម៉ាស៊ីនកំដៅ៖

ដោយគិតពីទំនាក់ទំនង (1) យើងក៏មាន

(2)

ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅដូចដែលយើងឃើញគឺតែងតែតិចជាងការរួបរួម។ ឧទាហរណ៍ប្រសិទ្ធភាពនៃទួរប៊ីនចំហាយទឹកគឺប្រមាណហើយប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនចំហេះខាងក្នុងគឺប្រហែល។

ម៉ាស៊ីនត្រជាក់

បទពិសោធន៍ប្រចាំថ្ងៃ និងការពិសោធន៍រាងកាយប្រាប់យើងថានៅក្នុងដំណើរការនៃការផ្លាស់ប្តូរកំដៅ កំដៅត្រូវបានផ្ទេរពីរាងកាយដែលក្តៅជាងទៅកំដៅតិច ប៉ុន្តែមិនមែនផ្ទុយមកវិញទេ។ ដំណើរការមិនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងនោះដោយសារតែការផ្លាស់ប្តូរកំដៅថាមពល ដោយឯកឯងឆ្លងពីរាងកាយត្រជាក់ទៅក្តៅ ជាលទ្ធផលរាងកាយត្រជាក់នឹងត្រជាក់កាន់តែខ្លាំង ហើយរាងកាយក្តៅនឹងឡើងកំដៅកាន់តែខ្លាំង។

អង្ករ។ 3. ម៉ាស៊ីនត្រជាក់

ពាក្យសំខាន់នៅទីនេះគឺ "ដោយឯកឯង" ។ ប្រសិនបើអ្នកប្រើប្រភពថាមពលខាងក្រៅ នោះវាពិតជាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីអនុវត្តដំណើរការនៃការផ្ទេរកំដៅពីរាងកាយត្រជាក់ទៅក្តៅមួយ។ នេះជាអ្វីដែលទូរទឹកកកធ្វើ។
រថយន្ត។

បើប្រៀបធៀបទៅនឹងម៉ាស៊ីនកំដៅ ដំណើរការនៅក្នុងម៉ាស៊ីនត្រជាក់មានទិសដៅផ្ទុយ (រូបភាពទី 3) ។

រាងកាយធ្វើការម៉ាស៊ីនត្រជាក់ត្រូវបានគេហៅថាផងដែរ។ ទូរទឹកកក... សម្រាប់ភាពសាមញ្ញ យើងនឹងចាត់ទុកវាជាឧស្ម័នដែលស្រូបយកកំដៅកំឡុងពេលពង្រីក និងបញ្ចេញកំឡុងពេលបង្ហាប់ (នៅក្នុងម៉ាស៊ីនត្រជាក់ពិត ទូរទឹកកកគឺជាដំណោះស្រាយងាយនឹងបង្កជាហេតុដែលមានចំណុចរំពុះទាប ដែលយកកំដៅកំឡុងពេលហួត និងបញ្ចេញកំឡុងពេល condensation)។

ទូរទឹកកកនៅក្នុងម៉ាស៊ីនទូរទឹកកក នេះគឺជារាងកាយដែលកំដៅត្រូវបានយកចេញ។ ទូទឹកកកផ្ទេរបរិមាណកំដៅទៅវត្ថុរាវធ្វើការ (ឧស្ម័ន) ដែលជាលទ្ធផលដែលឧស្ម័នពង្រីក។

កំឡុងពេលបង្ហាប់ ឧស្ម័នផ្តល់កំដៅដល់រាងកាយដែលកក់ក្តៅជាងមុន - ម៉ាស៊ីន​កំ​ដៅ... ដើម្បីឱ្យការផ្ទេរកំដៅបែបនេះកើតឡើង ឧស្ម័នត្រូវតែត្រូវបានបង្ហាប់នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាងពេលពង្រីក។ នេះគឺអាចធ្វើទៅបានតែដោយសារតែការងារដែលអនុវត្តដោយប្រភពខាងក្រៅ (ឧទាហរណ៍ ម៉ូទ័រអេឡិចត្រិច (នៅក្នុងទូរទឹកកកពិតប្រាកដ ម៉ូទ័រអេឡិចត្រិចបង្កើតសម្ពាធទាបនៅក្នុងរំហួត ដែលជាលទ្ធផលដែលទូរទឹកកកឆ្អិន និងយកកំដៅ។ ផ្ទុយទៅវិញ ម៉ូទ័រអេឡិចត្រិច បង្កើតសម្ពាធខ្ពស់នៅក្នុងកុងដង់ស៊ឺ ដែលនៅក្រោមនោះ សារធាតុកកិត និងផ្តល់កំដៅ))។ ដូច្នេះបរិមាណកំដៅដែលបានផ្ទេរទៅឧបករណ៍កំដៅប្រែទៅជាច្រើនជាងបរិមាណកំដៅដែលបានយកចេញពីទូទឹកកកដោយគ្រាន់តែបរិមាណ:

ដូច្នេះនៅលើ -diagram វដ្តប្រតិបត្តិការរបស់ម៉ាស៊ីនត្រជាក់ទៅ ច្រាសទ្រនិចនាឡិកា... តំបន់នៃវដ្តគឺជាការងារដែលធ្វើឡើងដោយប្រភពខាងក្រៅ (រូបភាពទី 4) ។

អង្ករ។ 4. វដ្តម៉ាស៊ីនត្រជាក់

គោលបំណងសំខាន់នៃម៉ាស៊ីនត្រជាក់គឺដើម្បីធ្វើឱ្យអាងស្តុកទឹកជាក់លាក់មួយ (ឧទាហរណ៍ ទូរទឹកកក)។ ក្នុងករណីនេះអាងស្តុកទឹកនេះដើរតួជាទូទឹកកកហើយបរិស្ថានដើរតួជាឧបករណ៍កម្តៅ - កំដៅដែលដកចេញពីអាងស្តុកទឹកត្រូវបានរលាយចូលទៅក្នុងវា។

សូចនាករនៃប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនត្រជាក់គឺ មេគុណទូរទឹកកកស្មើនឹងសមាមាត្រនៃកំដៅដែលបានយកចេញពីទូទឹកកកទៅនឹងការងាររបស់ប្រភពខាងក្រៅ៖

មេគុណនៃការអនុវត្តអាចមានច្រើនជាងមួយ។ នៅក្នុងទូរទឹកកកពិតប្រាកដវាយកតម្លៃពីប្រហែល 1 ទៅ 3 ។

មានកម្មវិធីគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយផ្សេងទៀត: ម៉ាស៊ីនកំដៅអាចដំណើរការជា ម៉ាស៊ីនបូមកំដៅ... បន្ទាប់មកគោលបំណងរបស់វាគឺដើម្បីកំដៅអាងស្តុកទឹកជាក់លាក់មួយ (ឧទាហរណ៍កំដៅបន្ទប់) ដោយសារតែកំដៅដែលបានយកចេញពីបរិស្ថាន។ ក្នុងករណីនេះអាងស្តុកទឹកនេះនឹងជាឧបករណ៍កំដៅហើយបរិស្ថាននឹងក្លាយជាទូទឹកកក។

សូចនាករនៃប្រសិទ្ធភាពនៃស្នប់កំដៅគឺ មេគុណកំដៅស្មើនឹងសមាមាត្រនៃបរិមាណកំដៅដែលបានផ្ទេរទៅធុងកំដៅទៅនឹងការងាររបស់ប្រភពខាងក្រៅ:

តម្លៃមេគុណកំដៅនៃស្នប់កំដៅពិតប្រាកដជាធម្មតាស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពី 3 ទៅ 5 ។

ម៉ាស៊ីនកំដៅ Karnot

លក្ខណៈសំខាន់បំផុតនៃម៉ាស៊ីនកំដៅគឺជាតម្លៃខ្ពស់បំផុតនិងទាបបំផុតនៃសីតុណ្ហភាពនៃសារធាតុរាវដែលកំពុងដំណើរការក្នុងអំឡុងពេលវដ្ត។ តម្លៃទាំងនេះត្រូវបានដាក់ឈ្មោះតាម សីតុណ្ហភាពម៉ាស៊ីនកំដៅនិង សីតុណ្ហភាពទូទឹកកក.

យើងបានឃើញថាប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅគឺយ៉ាងតឹងរ៉ឹងតិចជាងការរួបរួម។ សំណួរធម្មជាតិមួយកើតឡើង: តើអ្វីជាប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់បំផុតនៃម៉ាស៊ីនកំដៅដែលមានតម្លៃថេរនៃកំដៅនិងសីតុណ្ហភាពទូទឹកកក?

ឧទាហរណ៍អនុញ្ញាតឱ្យសីតុណ្ហភាពអតិបរមានៃសារធាតុរាវការងាររបស់ម៉ាស៊ីនគឺស្មើគ្នាហើយអប្បបរមា - ។ តើអ្វីទៅជាដែនកំណត់ប្រសិទ្ធភាពទ្រឹស្តីសម្រាប់ម៉ូទ័របែបនេះ?

ចម្លើយចំពោះសំណួរនេះត្រូវបានផ្តល់ឱ្យដោយរូបវិទូ និងវិស្វករជនជាតិបារាំងឈ្មោះ Sadi Carnot ក្នុងឆ្នាំ 1824 ។

គាត់បានបង្កើត និងស្រាវជ្រាវម៉ាស៊ីនកំដៅដ៏អស្ចារ្យមួយដែលមានឧស្ម័នដ៏ល្អជាវត្ថុរាវដំណើរការ។ ម៉ាស៊ីននេះដំណើរការ វដ្ត Carnotមានពីរ isotherms និង adiabats ពីរ។

ពិចារណា វដ្តផ្ទាល់ម៉ាស៊ីន Carnot ដើរតាមទ្រនិចនាឡិកា (រូបភាពទី 5) ។ ក្នុងករណីនេះម៉ាស៊ីនមានមុខងារជាម៉ាស៊ីនកំដៅ។

អង្ករ។ 5. វដ្ត Carnot

អ៊ីសូធឺម... នៅកន្លែងនោះ ឧស្ម័នត្រូវបាននាំចូលទៅក្នុងទំនាក់ទំនងកម្ដៅជាមួយឧបករណ៍កម្តៅសីតុណ្ហភាព ហើយពង្រីកដោយកម្តៅ។ បរិមាណកំដៅត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ពីឧបករណ៍កំដៅហើយត្រូវបានបំលែងទាំងស្រុងទៅជាការងារនៅក្នុងតំបន់នេះ :.

អាឌីបាត... សម្រាប់គោលបំណងនៃការបង្ហាប់ជាបន្តបន្ទាប់វាចាំបាច់ក្នុងការផ្ទេរឧស្ម័នទៅតំបន់ដែលមានសីតុណ្ហភាពទាប។ សម្រាប់ការនេះ ឧស្ម័នត្រូវបានអ៊ីសូឡង់កម្ដៅ ហើយបន្ទាប់មកពង្រីក adiabatically នៅកន្លែង។

នៅពេលពង្រីកឧស្ម័នដំណើរការវិជ្ជមានហើយដោយសារតែនេះថាមពលខាងក្នុងរបស់វាថយចុះ :.

អ៊ីសូធឺម... អ៊ីសូឡង់កម្ដៅត្រូវបានយកចេញ ឧស្ម័នត្រូវបាននាំចូលទៅក្នុងទំនាក់ទំនងកម្ដៅជាមួយទូទឹកកកសីតុណ្ហភាព។ ការបង្ហាប់ Isothermal កើតឡើង។ ឧស្ម័នផ្តល់កំដៅដល់ទូទឹកកក ហើយធ្វើការងារអវិជ្ជមាន។

អាឌីបាត... ផ្នែកនេះគឺចាំបាច់ដើម្បីឱ្យឧស្ម័នត្រឡប់ទៅសភាពដើមវិញ។ កំឡុងពេលបង្ហាប់ adiabatic ឧស្ម័នដំណើរការអវិជ្ជមាន ហើយការផ្លាស់ប្តូរថាមពលខាងក្នុងគឺវិជ្ជមាន :. ឧស្ម័នត្រូវបានកំដៅទៅសីតុណ្ហភាពដើមរបស់វា។

Carnot បានរកឃើញប្រសិទ្ធភាពនៃវដ្តនេះ (ជាអកុសល ការគណនាគឺនៅក្រៅវិសាលភាពនៃកម្មវិធីសិក្សារបស់សាលា)៖

(3)

លើស​ពី​នេះ​ទៅ​ទៀត គាត់​បាន​បញ្ជាក់​ថា ប្រសិទ្ធភាពនៃវដ្ត Carnot គឺខ្ពស់បំផុតដែលអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់ម៉ាស៊ីនកំដៅទាំងអស់ដែលមានសីតុណ្ហភាពកម្តៅ និងសីតុណ្ហភាពទូទឹកកក .

ដូច្នេះក្នុងឧទាហរណ៍ខាងលើ យើងមាន៖

តើអ្វីជាចំណុចនៃការប្រើប្រាស់ isotherms និង adiabats ហើយមិនមែនជាដំណើរការផ្សេងទៀត?

វាប្រែថាដំណើរការ isothermal និង adiabatic ធ្វើឱ្យម៉ាស៊ីន Carnot អាចបញ្ច្រាស់បាន។... វាអាចត្រូវបានដំណើរការដោយ រង្វិលជុំបញ្ច្រាស(ច្រាសទ្រនិចនាឡិកា) រវាងម៉ាស៊ីនកម្តៅដូចគ្នា និងទូទឹកកក ដោយមិនពាក់ព័ន្ធនឹងឧបករណ៍ផ្សេងទៀត។ ក្នុងករណីនេះម៉ាស៊ីន Carnot នឹងដំណើរការជាម៉ាស៊ីនត្រជាក់។

សមត្ថភាពក្នុងការដំណើរការម៉ាស៊ីន Carnot ក្នុងទិសដៅទាំងពីរដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងទែម៉ូឌីណាមិក។ ជាឧទាហរណ៍ ការពិតនេះបម្រើជាតំណភ្ជាប់មួយនៅក្នុងភស្តុតាងនៃប្រសិទ្ធភាពអតិបរមានៃវដ្ត Carnot ។ យើងនឹងត្រលប់ទៅរឿងនេះវិញនៅក្នុងអត្ថបទបន្ទាប់ដែលឧទ្ទិសដល់ច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិក។

ម៉ាស៊ីនកំដៅ និងការការពារបរិស្ថាន

ម៉ាស៊ីនកំដៅបណ្តាលឱ្យខូចខាតយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់បរិស្ថាន។ ការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយរបស់ពួកគេនាំឱ្យមានផលប៉ះពាល់អវិជ្ជមានមួយចំនួន។

ការសាយភាយនៃបរិមាណដ៏ច្រើននៃថាមពលកម្ដៅទៅក្នុងបរិយាកាសនាំឲ្យមានការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពនៅលើភពផែនដី។ អាកាសធាតុក្តៅគម្រាម ប្រែក្លាយទៅជាផ្ទាំងទឹកកករលាយ និងមហន្តរាយមហន្តរាយ។
ការប្រមូលផ្តុំកាបូនឌីអុកស៊ីតនៅក្នុងបរិយាកាស ដែលបន្ថយល្បឿននៃការរត់គេចពីវិទ្យុសកម្មកម្ដៅរបស់ផែនដីទៅក្នុងលំហ (ឥទ្ធិពលផ្ទះកញ្ចក់) ក៏នាំទៅរកការឡើងកំដៅនៃអាកាសធាតុផងដែរ។
ដោយសារតែកំហាប់ខ្ពស់នៃផលិតផលចំហេះឥន្ធនៈស្ថានភាពបរិស្ថានកាន់តែយ៉ាប់យ៉ឺន។

ទាំង​នេះ​ជា​បញ្ហា​ទូទាំង​អរិយធម៌។ ដើម្បីប្រយុទ្ធប្រឆាំងនឹងផលប៉ះពាល់ដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់នៃប្រតិបត្តិការរបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅ វាចាំបាច់ក្នុងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពរបស់វា កាត់បន្ថយការបំភាយសារធាតុពុល បង្កើតប្រភេទឥន្ធនៈថ្មី និងប្រើប្រាស់ថាមពលសេដ្ឋកិច្ច។

សារៈសំខាន់ចម្បងនៃរូបមន្ត (5.12.2) ដែលទទួលបានដោយ Carnot សម្រាប់ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនដ៏ល្អគឺថាវាកំណត់ប្រសិទ្ធភាពអតិបរមាដែលអាចធ្វើបាននៃម៉ាស៊ីនកំដៅណាមួយ។

Carnot បានបង្ហាញឱ្យឃើញដោយផ្អែកលើច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិក * ទ្រឹស្តីបទដូចខាងក្រោមៈ ម៉ាស៊ីនកំដៅពិតប្រាកដណាមួយដែលធ្វើការជាមួយកំដៅសីតុណ្ហភាពធ 1 និងសីតុណ្ហភាពទូទឹកកកធ 2 មិនអាចមានប្រសិទ្ធិភាពលើសពីប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅដ៏ល្អនោះទេ។

* Carnot ពិតជាបានបង្កើតច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិចមុន Clausius និង Kelvin នៅពេលដែលច្បាប់ទីមួយនៃទែរម៉ូឌីណាមិកមិនទាន់ត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងម៉ត់ចត់នៅឡើយ។

ចូរយើងពិចារណាជាមុនសិនអំពីម៉ាស៊ីនកំដៅដែលដំណើរការក្នុងវដ្តបញ្ច្រាសជាមួយនឹងឧស្ម័នពិត។ វដ្តអាចជាណាមួយវាមានសារៈសំខាន់តែមួយគត់ដែលសីតុណ្ហភាពរបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅនិងទូទឹកកក ធ 1 និង ធ 2 .

ចូរយើងសន្មតថាប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅផ្សេងទៀត (មិនដំណើរការស្របតាមវដ្ត Carnot) η ’ > η . ម៉ាស៊ីនដំណើរការជាមួយម៉ាស៊ីនកម្តៅធម្មតា និងទូទឹកកកទូទៅ។ អនុញ្ញាតឱ្យម៉ាស៊ីន Carnot ដំណើរការក្នុងវដ្តបញ្ច្រាសមួយ (ដូចជាម៉ាស៊ីនទូរទឹកកក) និងម៉ាស៊ីនផ្សេងទៀតនៅក្នុងវដ្តខាងមុខ (រូបភាព 5.18) ។ ម៉ាស៊ីនកំដៅដំណើរការស្មើៗគ្នា យោងតាមរូបមន្ត (5.12.3) និង (5.12.5)៖

ម៉ាស៊ីនទូរទឹកកកតែងតែអាចត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីឱ្យវាយកកំដៅពីទូទឹកកក។ សំណួរ 2 = ||

បន្ទាប់មកយោងទៅតាមរូបមន្ត (5.12.7) ការងារនឹងត្រូវបានធ្វើនៅលើវា។

(5.12.12)

ចាប់តាំងពីដោយលក្ខខណ្ឌ η">η , បន្ទាប់មក ក"> ក.ដូច្នេះម៉ាស៊ីនកំដៅអាចផ្តល់ថាមពលដល់ម៉ាស៊ីនកំដៅហើយនៅមានការងារលើស។ ការងារអតិរេកនេះត្រូវបានធ្វើដោយកំដៅដែលយកចេញពីប្រភពមួយ។ យ៉ាងណាមិញកំដៅមិនត្រូវបានផ្ទេរទៅទូទឹកកកទេនៅពេលដែលម៉ាស៊ីនពីរដំណើរការក្នុងពេលតែមួយ។ ប៉ុន្តែនេះគឺផ្ទុយទៅនឹងច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិក។

ប្រសិនបើយើងសន្មតថា η > η ", បន្ទាប់មកម៉ាស៊ីនមួយទៀតអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីធ្វើការក្នុងវដ្តបញ្ច្រាសមួយ ហើយម៉ាស៊ីន Carnot នៅក្នុងវដ្តខាងមុខ។ យើងមកម្តងទៀតនូវភាពផ្ទុយគ្នាជាមួយនឹងច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិក។ ជាលទ្ធផលម៉ាស៊ីនពីរដែលដំណើរការក្នុងវដ្តបញ្ច្រាសមានប្រសិទ្ធភាពដូចគ្នា: η " = η .

វាជាបញ្ហាផ្សេងប្រសិនបើម៉ាស៊ីនទីពីរដំណើរការក្នុងវដ្តដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន។ ប្រសិនបើយើងសន្មតថា η " > η , បន្ទាប់មកយើងមកម្តងទៀតនូវភាពផ្ទុយគ្នាជាមួយនឹងច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិក។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ការសន្មត់ t |"< г| не противоречит второму закону термодинамики, так как необратимая тепловая машина не может работать как холодильная машина. Следовательно, КПД любой тепловой машины η" ≤ η, ឬ

នេះជាលទ្ធផលចម្បង៖

(5.12.13)

ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅពិតប្រាកដ

រូបមន្ត (5.12.13) ផ្តល់ដែនកំណត់ទ្រឹស្តីសម្រាប់តម្លៃអតិបរមានៃប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅ។ វាបង្ហាញថាសីតុណ្ហភាពរបស់ម៉ាស៊ីនកម្តៅកាន់តែខ្ពស់ និងសីតុណ្ហភាពនៃទូទឹកកកកាន់តែទាប ម៉ាស៊ីនកំដៅកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។ មានតែនៅសីតុណ្ហភាពទូទឹកកកស្មើនឹងសូន្យដាច់ខាត η = 1 ។

ប៉ុន្តែ​សីតុណ្ហភាព​នៃ​ទូទឹកកក​មិនអាច​ទាបជាង​សីតុណ្ហភាព​ជុំវិញ​នោះ​ទេ​។ អ្នកអាចបង្កើនសីតុណ្ហភាពរបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្ភារៈណាមួយ (រឹង) មានកម្រិតធន់នឹងកំដៅ ឬធន់នឹងកំដៅ។ នៅពេលដែលកំដៅវាបាត់បង់លក្ខណៈសម្បត្តិយឺតរបស់វាបន្តិចម្តង ៗ ហើយនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់វារលាយ។

ឥឡូវនេះកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងចម្បងរបស់វិស្វករគឺសំដៅបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនដោយកាត់បន្ថយការកកិតនៃផ្នែករបស់ពួកគេ ការបាត់បង់ប្រេងឥន្ធនៈដោយសារការឆេះមិនពេញលេញ។ល។ លទ្ធភាពពិតប្រាកដសម្រាប់ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៅតែមានច្រើន។ ដូច្នេះ សម្រាប់ទួរប៊ីនចំហាយទឹក សីតុណ្ហភាពចំហាយដំបូង និងចុងក្រោយគឺប្រហាក់ប្រហែលដូចខាងក្រោម៖ ធ 1 = 800 K និង ធ 2 = 300 K. នៅសីតុណ្ហភាពទាំងនេះតម្លៃអតិបរមានៃប្រសិទ្ធភាពគឺ:

តម្លៃជាក់ស្តែងនៃប្រសិទ្ធភាពដោយសារប្រភេទផ្សេងៗនៃការបាត់បង់ថាមពលគឺប្រហែល 40% ។ ម៉ាស៊ីនចំហេះខាងក្នុងមានប្រសិទ្ធភាពអតិបរមា - ប្រហែល 44% ។

ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅណាមួយមិនអាចលើសពីតម្លៃអតិបរមាដែលអាចធ្វើទៅបានទេ។
, ដែលជាកន្លែងដែល T 1 - សីតុណ្ហភាពដាច់ខាតនៃម៉ាស៊ីនកំដៅនិង T 2 - សីតុណ្ហភាពដាច់ខាតនៃទូទឹកកក។

ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកំដៅនិងនាំវាទៅជិតអតិបរមាដែលអាចធ្វើទៅបាន- បញ្ហាប្រឈមបច្ចេកទេសសំខាន់បំផុត។