perte thermique se produit dans toute opération qui nécessite l'utilisation de l'énergie pour faire le travail. Moteurs sont parmi les mécanismes les plus courants utilisés pour transformer l'énergie stockée, comme celui de l'essence, de l'énergie du mouvement appelé énergie mécanique. Tous les moteurs perdent de l'énergie sous forme de chaleur - perte thermique - et cette énergie perdue ne peuvent pas être utilisés pour effectuer des travaux. La chaleur est perdue par les moteurs par frottement et la déformation de ses parties. Calcul de la perte thermique peut être fait en soustrayant le travail accompli par un mécanisme à partir de la quantité d'énergie du magasin mis en elle.
Instructions
1 Calculer la quantité de travail effectué par un dispositif mécanique tel qu'un moteur ou un moteur. Utilisez l'équation générale pour le travail à faire:
Travail = force x distance depuis la force = masse x accélération, on obtient:
Travail = x masse accélération distance x
Le travail est mesurée en joules (J), la masse en kilogrammes (kg), l'accélération en mètres par seconde carrée et la distance en mètres (m).
2 Branchez les numéros correspondants de la situation que vous étudiez dans l'équation pour le travail. Par exemple, considérons un moteur qui prend 25 secondes (s) pour accélérer un camion 1.000 kg 0-30 m / s sur une distance de 625 m:
Travail = 1000 x ((30-0) / 15) x 625 = 1250000 J
Le moteur du camion a effectué 1.250.000 J de travail.
3 Déterminer la quantité d'énergie potentielle du dispositif mécanique utilisé pour accomplir le travail. L'énergie potentielle est fournie au dispositif mécanique d'une source d'alimentation. Dans le moteur d'un camion, l'énergie potentielle est fournie sous la forme d'essence, ce qui, selon le Oak Ridge National Laboratory, contient environ 35.000.000 Joules par litre (J / L) (voir la section Conseils pour l'énergie disponible dans d'autres sources de combustible) . Imaginez que le moteur du camion de l'étape 3 a brûlé 0,2 L d'essence pour accomplir le travail qu'il a fait. La quantité d'énergie potentielle utilisée serait:
Energie dans 1 litre d'essence / volume d'essence utilisé = énergie potentielle d'occasion,
Lorsque nous branchons les chiffres, nous obtenons:
35000000 J / L x 0,2 L = 7000000 J
Le moteur du camion brûlé 7.000.000 J d'énergie pour accomplir 1.250.000 J de travail.
4 Soustraire le travail accompli par l'énergie brûlée pour calculer l'énergie perdue sous forme de chaleur, ou de la perte thermique, du moteur.
perte thermique = énergie potentielle d'occasion - Travaux réalisés
Lorsque nous branchons les chiffres, nous obtenons:
Thermal perte = 7000000 J - 1.250.000 J = 5750000 J
Pour exprimer la perte en pourcentage, diviser la perte par l'énergie brûlée et multiplier la réponse de 100 pour cent:
Perte thermique Pourcentage = Perte thermique / énergie potentielle utilisée x 100 pour cent
Lorsque nous branchons les chiffres, nous obtenons:
Perte thermique Pourcentage = 5.750.000 / 7.000.000 x 100 pour cent = 82 pour cent
Le moteur du camion a subi une perte thermique de 82 pour cent comme il a effectué le travail de l'accélération.
Conseils et avertissements
- Selon le département de physique de l'Université de Syracuse (voir les références), des formes alternatives d'énergie et leurs équivalents en Joules sont:
- pile AA: 1000 J
- pieds cubes de gaz naturel: 1100000 J
- Monobloc: 1.000.000 J
- Livre de charbon: 16000000 J
- Livre de pétrole brut: 24000000 J
- Livre de l'uranium-235: 37.000.000.000.000 J