Что такое КПД
МеханикаОГЭЕГЭ7 класс
КраткоКПД (коэффициент полезного действия) — это величина, которая показывает, какая доля затраченной энергии пошла на полезную работу. КПД = (полезная работа / затраченная работа) · 100 %. Он всегда меньше 100 %, потому что часть энергии неизбежно теряется на трение и нагрев.
Симуляция «Цикл Карно»: даже идеальная тепловая машина не превращает всё тепло в работу — часть всегда уходит холодильнику.
Формула КПД
η = (Aполезная / Aзатраченная) · 100 %
Для тепловых машин полезная работа делится на полученное от нагревателя количество теплоты. КПД — безразмерная величина, выражается в процентах или долях.
Почему КПД всегда меньше 100 %
В любой реальной машине есть потери: трение в деталях нагревает их, часть тепла уходит в окружающую среду, провода греются. Поэтому полезная работа всегда меньше затраченной энергии, и η < 100 %. КПД ровно 100 % означал бы вечный двигатель, которого не существует.
Примеры КПД
- Лампа накаливания — около 5–10 % (остальное — тепло).
- Светодиод — 40–50 %.
- Электродвигатель — 80–95 %.
- ДВС автомобиля — 25–40 %.
Частые вопросы
Как найти КПД?
Разделить полезную работу (или энергию) на затраченную и умножить на 100 %. η = Aполезн/Aзатр·100%.
Почему КПД меньше 100%?
Из-за неизбежных потерь энергии на трение, нагрев деталей и рассеяние тепла. КПД = 100% означал бы вечный двигатель, что невозможно.
В чём измеряется КПД?
КПД — безразмерная величина. Его выражают в процентах (%) или в долях единицы (например, 0,4 = 40 %).
Может ли КПД быть больше 100%?
Нет. Это противоречило бы закону сохранения энергии: нельзя получить полезной работы больше, чем затрачено энергии.
Владимир Подлевских — репетитор по физике и математике, выпускник физического факультета МГУ им. Ломоносова. Готовлю к ЕГЭ, ОГЭ, ДВИ МГУ и международным экзаменам (IB, IGCSE, A-Level, AP).