Техника

Когда наконецто Человечество преодолеет КПД до 100%

Для вычисления КПД разные виды энергии и механическая работа выражаются в одинаковых единицах на основе механического эквивалента теплоты и других аналогичных соотношений. В силу своей общности понятие КПД позволяет сравнивать и оценивать с единой точки зрения такие различные системы, как атомные реакторы, электрические генераторы и двигатели, теплоэнергетические установки, полупроводниковые приборы, биологические объекты и т. д.

Из-за неизбежных потерь энергии на трение, на нагревание окружающих тел и т. п. КПД всегда меньше единицы.

У тепловых двигателей в силу второго начала термодинамики КПД имеется верхний предел, определяемый особенностями термодинамического цикла (кругового процесса) , который совершает рабочее вещество. Наибольшим КПД обладает цикл Карно.

В технической литературе КПД иногда определяют таким образом, что он может оказаться больше единицы. Подобная ситуация возникает, если определять КПД отношением Wполуч/Wзатр, где Wполуч — энергия, получаемая на «выходе» системы, Wзатр — не вся энергия, поступающая в систему, а лишь та её часть, для получения которой производятся реальные затраты. Например, при работе полупроводниковых термоэлектрических обогревателей (тепловых насосов) затрата электроэнергии меньше количества теплоты, выделяемой термоэлементом. Избыток энергии черпается из окружающей среды. При этом, хотя истинный КПД установки всегда меньше единицы, рассмотренный КПД h=Wпол/Wзатр может оказаться больше единицы. Например, тепловой КПД кондиционеров в среднем равен 300%.

Вот и весь фокус.
Denis ___
Denis ___
1 333
Лучший ответ
Denis ___ так что кпд в 100% в "чистом виде" не только никогда не будет преодолен, но даже не может быть достижим, а вот "технический" кпд в 100% давно преодолен, приведенные тут примеры это наглядно доказывают, но это только технически, а не теоретически, удачи всем...
Есть навалом приборов с КПД ровно в 100%.
Например, электрический нагреватель. Все. что он взял от сети. он вернет в комнату - куда ему ее еще девать.

А есть и больше 100!!! Большинство современных кондиционеров умеют греть помещение в режиме теплового насоса, при это КПД порядка 120-150! Все, что он берет из розетки, превращается в тепло (опять-таки - куда деть-то?) , плюс еще берет халявное тепло, отбирая его у воздуха за окном.
_Green Зачёт!
Сергей Хрипко странный пример, зачем мне в жару тепловой насос? а вот зимой бы не помешал, сможет ваш "тепловой кондиционер" давать "халявное тепло" в 30-градусный мороз? а "халявную прохладу" в 30-градусную жару? да и кпд не будет ни 150, ни даже 120, ведь вы не учитываете ту энергию, которую берете из воздуха, а ее тоже надо приплюсовать, хоть вы ее и называете "бесполезной", но практически используете, а при расчете кпд почему-то игнорируете, где логика?
Сергей Хрипко В технической литературе КПД иногда определяют таким образом, что он может оказаться больше единицы. Подобная ситуация возникает, если определять КПД отношением Wпол/Wзатр, где Wпол — используемая энергия, получаемая на «выходе» системы, Wзатр — не вся энергия, поступающая в систему, а лишь та её часть, для получения которой производятся реальные затраты. Например, при работе полупроводниковых термоэлектрических обогревателей (тепловых насосов) затрата электроэнергии меньше количества теплоты, выделяемой термоэлементом. Избыток энергии черпается из окружающей среды. При этом, хотя истинный КПД установки всегда меньше единицы, рассмотренный КПД h=Wпол/Wзатр может оказаться больше единицы. Например, тепловой КПД кондиционеров в среднем равен 300%.
Вот и весь фокус с кпд больше 100%.
А как быть со вторым началом термодинамики?
КПД - коэффициент ПОЛЕЗНОГО действия, что понимать под пользой?

Например, сил человека недостаточно, чтобы разогнать корабль по морю, но вполне достаточно, чтобы поднять парус, и корабль несется по волнам неделями. КПД этого действия - многие миллионы.

Если же рассматривать КПД в замкнутых системах, как это положено по науке, то КПД меньше 100% только для статистических ансамблей, то есть как усреднение множества единичных событий. Само же единичное событие (типа квантовых переходов) этому не подчиняется, но ПОЛЕЗНО ли оно? Иногда удается извлечь пользу - как, например, в лазерах, - значит, в этом смысле человечество УЖЕ преодолело КПД больше 100% !
Илья Филипков
Илья Филипков
8 164
По определению своему Коэффициент Полезного Действия не может быть более единицы (100%). По крайней мере в нашем мире, живущем по закону сохранения энергии и материи.
Евгений Дмитриенко еще как может. Закон сохранения не запрещает перетекание бесполезной энергии в полезную.
И даже лет 40, как промышленно выпускаются и используются в производстве приборы с КПД в 150!
Где это так физике учат, что в итоге мягко говоря тормоза родятся.
Аида Ластаева
Аида Ластаева
6 257
Приведённые здесь примеры установок с КПД более 1 не корректны, т. к. имеем ввиду всё-же замкнутые циклы (системы) . А кондиционеры, ветроустановки, солнечные батареи - ОТКРЫТЫЕ системы с КПД более 1.
чисто по физике такого не может быть))
AA
Azizzhon Azimov
1 223
Евгений Дмитриенко может, вы просто невнимательны.