بازده
دوستم كه 2 تا ماشین داشت میگفت به یكی از آن ها ١٠ لیتر بنزین زدم و با آن ١٠٠ كیلومتر راه رفتم. اما با ماشین دیگرم با ٢٠ لیتر بنزین مقدار ١٥٠ كیلومتر پیمودم.
به نظر شما او باید از كدام وسیلهاش راضیتر باشد؟ قطعاً شما هم موافقید كه ماشین اوّل بهتر است. درست است كه ماشین دوّم مسیر بیشتری را پیموده است (١/٥ برابر) ولی در عوض انرژی بیشتری در ورودی دریافت كرده است (2 برابر)، پس ماشین اوّل بهتر است.
همواره تمام كاری كه ما به یك ماشین میدهیم یا انرژی كه مصرف میكنیم به كار مفید یا انرژی مطلوب تبدیل نمیشود. به ماشین بنزین میدهیم كه راه برود نه اینكه در اثر اصطكاك آلات متحرّكه با هم و اصطكاك چرخ ها با جاده و اصطكاك بدنه با هوا، قسمت عمدهای حدود ٦٠ % آن را به گرما تبدیل كند و تلف شود. پس بازده یك ماشین حدود ٤٠ % است.
یا به طور مثال در یك لامپ تنگستن عمدهی انرژی به جای آن كه به انرژی نورانی تبدیل شود، به صورت گرما تلف میشود.
بازده، نسبت كار مفید یا كار خروجی مطلوب به كار كل ورودی (یا انرژی كل ورودی) را مشخص میكند، كه با اطلاعات دورهی راهنمایی! میتوان آن را برحسب درصد مشخص كرد.
آسانسوری با استفاده از یك موتور الكتریكی با توان متوسط ٢٠ كیلووات افراد را جا به جا میكند. اگر بازده موتور الكتریكی 75% باشد. حداكثر وزن مجاز برای این آسانسور چه قدر میتواند باشد؟ (از اطلاعات داده شده روی شكل استفاده كنید؟)
راهنمایی:
راهنمایی:
مطابق شكل این آسانسور در هر مرتبه باید افراد را در عرض 5 ثانیه 6 متر بالا ببرد. اما فقط 75% از توان موتور الكتریكی صرف بالا بردن آسانسور میشود. پس با به دست آوردن توان مفید موتور الكتریكی و استفاده از فرمول توان مقدار نیروی وزن مجاز محاسبه میشود.
حل:
یعنی جرم آسانسور و افراد درون آن باید حدود هزار و دویست و پنجاه كیلوگرم باشد.
در همین مسأله چنان چه جرم اتاقك آسانسور برابر ٥٠٠ كیلوگرم باشد، هنگام استفاده از حداكثر وزن مجاز، بازده كل چقدر میشود؟
راهنمایی:
ببینید اگر جرم آسانسور ٥٠٠ كیلوگرم باشد و ظرفیت تكمیل باشد
جرم افراد درون آسانسور برابر 1250 - 500 = 750 kg میشود. اما هدف كه بالا بردن هیكل بدنهی آسانسور نبوده، پس آن قسمت از انرژی كه صرف بالا بردن هیكل خود آسانسور میشود، كار غیر مفید و آن قسمت كه صرف بالا بردن افراد میگردد، كار مفید است. كه با تقسیم كار مفید به كار كل بازده به دست میآید. در نهایت برای بازده كل باید این مقدار را در بازده موتور الكتریكی (75%) ضرب نماییم.
حل:
