Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Αναζήτηση

Βρες
Εμφάνιση

2.3.7 Απόδοση μηχανής

Ας θεωρήσουμε ένα κινητήρα ο οποίος χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να ανυψώσει σε ύψος h, τα κιβώτια που βρίσκονται στο έδαφος (Εικ. 2.3.14). Για να ανυψώσει ο κινητήρας ένα κιβώτιο σε ύψος h απορροφά ενέργεια, έστω W1, ενώ το σώμα αποκτά δυναμική ενέργεια W2. Η ενέργεια W2, όπως αναφέραμε στην προηγούμενη παράγραφο, θα είναι μικρότερη από W1 διότι υπάρχουν τριβές στα κινούμενα μέρη του κινητήρα και οι αγωγοί θερμαίνονται όταν διαρρέονται από ηλεκτρικό ρεύμα. Η διαφορά W1 - W2 είναι η ποσότητα της ηλεκτρικής ενέργειας η οποία μετατρέπεται σε θερμότητα. Η ποσότητα W1 - W2 συνήθως αναφέρεται ως “απώλεια ενέργειας”. Στη Φυσική και στην Τεχνολογία αντί για την απώλεια ενέργειας, δηλαδή το W1 - W2, χρησιμοποιούμε το πηλίκο W2/W1 το οποίο ονομάζεται απόδοση της μηχανής και εκφράζεται σε ποσοστό επί τοις εκατό. Δηλαδή: Απόδοση = [pic] . 100% (2.3.5) Για παράδειγμα μια μηχανή με απόδοση 70% αν απορροφήσει 100 Joule, θα αποδώσει 70 Joule και 30 Joule θα μετατραπούν σε άλλες μορφές ενέργειας π.χ. ήχος, θερμότητα. Η έννοια της απόδοσης επεκτείνεται και σε άλλες περιπτώσεις στις οποίες μια μορφή ενέργειας μετατρέπεται σε μια άλλη. Ας εξετάσουμε για παράδειγμα την ενεργειακή μετατροπή σ’ έναν ηλεκτρικό λαμπτήρα πυράκτωσης (Εικ. 2.3.15). Ο λαμπτήρας φωτοβολεί, όταν το νήμα, θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία, επειδή διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα. Συνεπώς η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική και σε φωτεινή ενέργεια.

Εικόνα 2.3.14

Eικόνα 2.3.15

Η απόδοση του λαμπτήρα θα είναι: α = [pic] . 100% Για ένα τυπικό λαμπτήρα πυρακτώσεως η απόδοση είναι μόλις 5%. Αυτό σημαίνει ότι το 95% της προσφερόμενης ηλεκτρικής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα! Στον παρακάτω πίνακα αναφέρονται οι αποδόσεις διαφόρων συσκευών ή εξαρτημάτων.