Бүгүн биз эффективдүүлүк (эффективдүү коэффициент) эмне экенин, аны кантип эсептөө керектигин жана бул түшүнүк кайда колдонуларын айтып беребиз.
Адам жана механизм
Кир жуугуч машина менен консерва заводунун кандай жалпылыгы бар? Адамдын бардык нерсени өз алдынча жасоо зарылдыгынан арылууга болгон каалоосу. Буу машинасы ойлоп табылганга чейин адамдардын колунда булчуңдары гана болгон. Баарын өздөрү жасашты: жер айдашты, себишти, тамак бышышты, балык кармашты, зыгыр токушту. Узакка созулган кыш мезгилинде жашоону камсыз кылуу үчүн дыйкан үй-бүлөнүн ар бир мүчөсү эки жашынан өлгөнгө чейин күндүз иштеген. Кичүү балдары малды карап, чоңдорго жардам берип (алып кел, айтып, чакырып, алып) жатышты. Кыз биринчи жолу беш жашында айланма рулга отургузулган! А түгүл терең карылар кашык кесип, бут кийим токушат, ал эми эң улгайган жана алсыз байбичелер, эгер көзү көрүүгө мүмкүнчүлүк болсо, токуу станогунда, дөңгөлөктө отурушкан. Жылдыздар эмне жана алар эмне үчүн жаркырайт деп ойлонууга убактысы жок болчу. Эл чарчады: ден соолук абалына, оору-сыркоосуна жана моралдык абалына карабай, күн сайын барып иштөөгө туура келди. Албетте, ал киши ашыкча иштеген ийинин аз да болсо жеңилдете турган жардамчыларды тапкысы келген.
Күлкүлүү жана кызык
Ал кездеги эң алдыңкы технология ат менен тегирмендин дөңгөлөгү болчу. Бирок алар адамдан эки-үч эсе көп жумуш жасашты. Бирок биринчи ойлоп табуучулар абдан кызыктай көрүнгөн аппараттарды ойлоп чыга башташты. "Түбөлүк сүйүү баяны" тасмасында Леонардо да Винчи сууда басуу үчүн бутуна кичинекей кайыктарды жабыштырган. Бул илимпоз кийими менен көлгө чөгүп кеткенде бир нече күлкүлүү окуяларга алып келди. Бул эпизод сценаристтин ойлоп табуусу болгону менен, мындай ойлоп табуулар ушундай - күлкүлүү жана күлкүлүү болсо керек.
19-кылым: темир жана көмүр
Бирок 19-кылымдын ортосунда баары өзгөрдү. Окумуштуулар кеңейген буунун басым күчүн түшүнүштү. Ошол мезгилдеги эң маанилүү товарлар казан жасоо үчүн темир жана андагы сууну жылытуу үчүн көмүр болгон. Ошол кездеги илимпоздор буу жана газ физикасында эффективдүүлүк эмне экенин жана аны кантип жогорулатууну түшүнүшү керек болчу.
Жалпы жагдайдагы коэффициенттин формуласы:
η=A/Q
η - эффективдүүлүк, A - пайдалуу иш, Q - сарпталган энергия.
Иш жана жылуулук
Эффективдүүлүк (кыскача эффективдүүлүк) өлчөмсүз чоңдук. Ал пайыз катары аныкталат жана сарпталган энергиянын пайдалуу ишке болгон катышы катары эсептелет. Акыркы терминди көбүнчө шалаакы өспүрүмдөрдүн энелери үйдөн бир нерсе кылууга мажбурлашканда колдонушат. Бирок чындыгында бул сарпталган аракеттин чыныгы натыйжасы. Башкача айтканда, машинанын натыйжалуулугу 20% болсо, анда ал алынган энергиянын бештен бир бөлүгүн гана ишке айландырат. Азыр сатып жаткандамашине, окурманда мотордун эффективдүүлүгү кандай деген суроо болбошу керек.
Эгер коэффициент пайыз менен эсептелсе, анда формула:
η=100%(A/Q)
η - эффективдүүлүк, A - пайдалуу иш, Q - сарпталган энергия.
Жоготуу жана чындык
Бул аргументтердин баары таң калыштуу. Эмне үчүн отун энергиясын көбүрөөк сарптай ала турган машинаны ойлоп табууга болбойт? Аттиң, чыныгы дүйнө андай эмес. Мектепте балдар эч кандай сүрүлүү жок, бардык системалар жабык, нурлануу катуу монохроматтык маселелерди чечет. Өндүрүш ишканаларынын чыныгы инженерлери бул факторлордун бардыгын эске алууга аргасыз болушат. Мисалы, жылуулук машинасынын эффективдүүлүгү эмнеде жана бул коэффициент эмнеден турат, карап көрөлү.
Бул учурда формула мындай көрүнөт:
η=(Q1-Q2)/Q1
Мында, Q1 – кыймылдаткыч ысытуудан алган жылуулуктун көлөмү, ал эми Q2 айлана-чөйрөгө берген жылуулук (негизинен муздаткыч деп аталат).
Күйүүчү май ысыйт жана кеңейет, күч айлануучу элементти кыймылдаткан поршенди түртөт. Бирок күйүүчү май кээ бир идиште камтылган. Жылытылганда ал жылуулукту идиштин дубалдарына өткөрүп берет. Бул энергиянын жоготууларына алып келет. Поршень төмөндөш үчүн газды муздатуу керек. Бул үчүн анын бир бөлүгү айлана-чөйрөгө чыгарылат. Анан газ бардык жылуулукту пайдалуу ишке берсе жакшы болмок. Бирок, тилекке каршы, абдан жай муздайт, ошондуктан ысык буу чыгат. Энергиянын бир бөлүгү абаны жылытууга жумшалат. Поршень көңдөй металл цилиндрде кыймылдайт. Анын четтери дубалга жабышып турат, кыймылдаганда сүрүлүү күчтөрү ишке кирет. Поршень көңдөй цилиндрди ысытат, бул да энергиянын жоголушуна алып келет. Таякчанын өйдө жана ылдый которуу кыймылы бири-бирине сүрүлүп, ысып турган бир катар муундар аркылуу моментке берилет, башкача айтканда, негизги энергиянын бир бөлүгү да буга сарпталат.
Албетте, заводдук машиналарда бардык беттер атомдук деңгээлге чейин жылмаланган, бардык металлдар бекем жана эң төмөнкү жылуулук өткөрүмдүүлүккө ээ, ал эми поршень майы эң жакшы касиеттерге ээ. Бирок бардык кыймылдаткычтарда бензиндин энергиясы тетиктерди, абаны жана сүрүлүүнү жылытуу үчүн колдонулат.
Казан жана казан
Эми биз казандын эффективдүүлүгү эмне экенин жана ал эмнеден тураарын түшүнүүнү сунуштайбыз. Ар бир үй кожойкеси билет: эгер сиз казанга сууну жабык капкактын астына кайнатуу үчүн калтырсаңыз, анда же мешке суу тамчылат, же капкак "бийлейт". Ар бир заманбап казан дал ушундай жол менен уюштурулган:
- ысытуу сууга толгон жабык идишти ысытат;
- суу өтө ысып кеткен бууга айланат;
- кеңейгенде, газ-суу аралашмасы турбиналарды айландырат же поршендерди жылдырат.
Кыймылдаткычтагыдай эле, энергия казанды, түтүктөрдү жана бардык муундардын сүрүлүүсүн жылытуу үчүн жоголот, андыктан эч бир механизм 100%га барабар эффективдүүлүктү көрсөтө албайт.
Карно цикли боюнча иштеген машиналар үчүн формула жылуулуктун көлөмүнүн ордуна гана жылуулук кыймылдаткычынын жалпы формуласына окшош - температура.
η=(T1-T2)/T1.
Космос станциясы
Ал эми сиз механизмди космоско койсоңуз? Акысыз күн энергиясы суткасына 24 саат жеткиликтүү, каалаган газды 0o Кельвинге дээрлик бир заматта муздатуу мүмкүн. Балким, космосто өндүрүштүн эффективдүүлүгү жогору болмок? Жооп эки ача: ооба жана жок. Бул факторлордун бардыгы энергияны пайдалуу ишке которууну олуттуу түрдө жакшыртышы мүмкүн. Бирок миң тоннаны каалаган бийиктикке жеткирүү дагы эле укмуштуудай кымбатка турат. Мындай завод беш жүз жыл иштесе дагы, ал жабдууларды көтөрүүгө кеткен чыгымды кайтарып бербейт, ошондуктан фантаст жазуучулар космос лифтинин идеясын абдан активдүү пайдаланып жатышат - бул тапшырманы бир топ жөнөкөйлөтүп, заводдорду космоско өткөрүү коммерциялык жактан ылайыктуу.
