Preskočiť na obsah
Späť na kurz

Práca, energia a výkon

Účinnosť

Posledná veličina, na ktorú sa pozrieme, je účinnosť, značená gréckym písmenom éta η\eta. Účinnosť nám hovorí, aká časť dodanej energie sa premení na užitočnú prácu alebo užitočný výkon.

Definujeme ju ako pomer výkonu k príkonu:

η=PP0=vyˊkonprıˊkon\eta = \frac{P}{P_{0}} = \frac{\text{výkon}}{\text{príkon}}

Tu je príkon P0P_{0} rýchlosť, akou do zariadenia prechádza energia z okolia, teda koľko energie zariadeniu dodávame za jednotku času. A výkon PP je tá užitočná časť, ktorú zariadenie skutočne vykoná.

Účinnosť môžeme vyjadriť aj cez prácu a dodanú energiu:

η=WEd\eta = \frac{W}{E_{\mathrm{d}}}

kde WW je vykonaná práca a EdE_{\mathrm{d}} je dodaná energia.

Účinnosť sa zvyčajne udáva v percentách a jej hodnota je vždy medzi 00 a 100%100 \%. Lenže, a to je veľmi dôležité, hodnotu 100%100 \% nikdy nedosiahneme. Nikto nikdy nezostrojil a ani nezostrojí stroj so stopercentnou účinnosťou.

Pretože pri každej premene energie sa vždy časť premení, najčastejšie v podobe tepla vznikajúceho trením, ale aj zvukom, vibráciami či žiarením.

Schéma toku energie. Z dodaného príkonu sa časť premení na užitočný výkon a časť sa stratí ako teplo a trenie, preto je účinnosť vždy menšia ako 100 percent.

Takzvaný perpetuum mobile, večný stroj, ktorý by konal prácu bez prísunu energie alebo s účinnosťou nad 100%100 \%, je preto nemožný. A to je jeden zo základných záverov fyziky, na ktorom stojí celá termodynamika.

Pre ilustráciu, bežný benzínový motor v aute má účinnosť okolo 2525 až 30%30 \%. To znamená, že len asi štvrtina energie z benzínu sa premení na pohyb auta. Zvyšok ide do tepla, a preto sa motor zahrieva. Elektromotor je výrazne efektívnejší, dosahuje aj 90%90 \% a viac.