100 эффективность: Роспотребнадзор сообщил о 100% эффективности вакцины «ЭпиВакКорона» :: Общество :: РБК

Содержание

Роспотребнадзор сообщил о 100% эффективности вакцины «ЭпиВакКорона» :: Общество :: РБК

Первая и вторая фазы исследований вакцины проводились в июле—сентябре. Во второй фазе приняли участие 86 человек. Половина из них получили вакцину, а остальные — плацебо. Все получившие вакцину добровольцы чувствовали себя хорошо

Фото: Павел Львов / РИА Новости

По результатам первых фаз клинических испытаний иммунологическая эффективность вакцины от коронавируса «ЭпиВакКорона» составляет 100%. Об этом сообщил Роспотребнадзор.

«Эффективность вакцины складывается из ее иммунологической эффективности и профилактической эффективности. По результатам первой—второй фаз клинических испытаний иммунологическая эффективность вакцины «ЭпиВакКорона» составляет 100%», — отметили в ведомстве (цитата по ТАСС).

Вакцину «ЭпиВакКорона» разработал Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, она была зарегистрирована в октябре. Препарат стал вторым зарегистрированным в России после «Спутника V», который разработан Национальным исследовательским центром эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи.

Video

Первая и вторая фазы клинических исследований препарата «ЭпиВакКорона» проводились в июле—сентябре. Во второй фазе принимали участие 86 человек, разделенных на две группы: одна группа (43 добровольца) получила вакцину «ЭпиВакКорона», другая (43 добровольца) — плацебо. Все получившие вакцину добровольцы чувствовали себя хорошо, у двоих отмечалась болезненность в месте укола, которая прошла в течение двух суток.

вакцина Abdala доказала 100-процентную эффективность против тяжелых форм ковида

Российские эксперты считают кубинские вакцины эффективными и безопасными, несмотря на то что в международном научном поле они не обсуждались. Всего Куба заявила о разработке четырех вакцин от коронавируса

Фото: EPA/ТАСС

Разработчики кубинской вакцины от коронавируса заявили о ее 100% эффективности. Речь идет о том, как препарат Abdala, который вводится тремя дозами, справляется с тяжелыми формами заболеваемости. Это — данные, полученные по итогам третьей фазы клинических испытаний, сообщает кубинское информагентство Prensa Latina. Сейчас фокус-группу исследования вакцины планируют до 300 тысяч человек. В настоящее время фокус-группа состоит из 30 тысяч жителей восточной провинции Сантьяго де Куба.

Ранее, когда в ходе клинических испытаний разработка показала эффективность в 92,28%, власти Кубы разрешили ее экстренное применение. На сайте Центра генной инженерии и биотехнологии Кубы — разработчика вакцины Abdala — есть краткое описание препарата, формы выпуска и особенностей его введения на английском языке.

Но пока о публикациях в авторитетных научных журналах статей о препарате речи не идет. Комментирует профессор кафедры вирусологии биологического факультета МГУ, доктор биологических наук Алексей Аграновский:

Алексей Аграновский профессор кафедры вирусологии биологического факультета МГУ, доктор биологических наук

Сейчас на Кубе разработаны четыре вакцины, отмечает «Коммерсантъ». Кроме Abdala, это Soberana 01, Soberana 02 и интраназальная Mambisa. Все они названы очень патриотично. Abdala названа в честь героя патриотической драмы, сочиненной кубинским поэтом-революционером Хосе Марти, Soberana переводится как «суверенная», а Mambisa называли партизан, воюющих за независимость Кубы против Испании в XIX веке.

Местные вакцины основаны на механизме Protein Subunit, который считается довольно эффективным. Они несут часть спайкового белка вируса, связывающего его с человеческими клетками. В результате вырабатываются антитела.

Биотехнологии на Кубе довольно развитые, и, судя по тем данным, которые просочились в интернет, местным ученым действительно удалось получить вакцины, которые относятся классу белковых, считает вирусолог, профессор, главный научный сотрудник Центра имени Гамалеи Анатолий Альтштейн:

Анатолий Альтштейн вирусолог, профессор, главный научный сотрудник Центра имени Гамалеи

По состоянию на начало июля на Кубе вакцинированы 1,5 млн человек. Численность населения Острова свободы — 11 млн.

Добавить BFM.ru в ваши источники новостей?

Разработчики оценили эффективность «Спутник V» против тяжелых случаев COVID-19 в 100%

Эффективность российской вакцины «Спутник V» против тяжелых случаев заболевания коронавирусной инфекцией составила 100%, сообщили разработчики препарата. «Среди подтвержденных случаев заболевания коронавирусной инфекцией в группе плацебо было зафиксировано 20 тяжелых случаев заболевания, в то время как в группе, принимавшей вакцину, тяжелых случаев заболевания зафиксировано не было», — говорится в сообщении.

В целом эффективность «Спутника V» в заключительной контрольной точке испытаний составила 91,4%.

Всего препаратом были вакцинированы 26 000 добровольцев. Непредвиденных нежелательных явлений после вакцинации у них не проявилось, а наблюдались лишь кратковременные боль в месте введения вакцины и гриппоподобный синдром, в том числе повышение температуры, слабость, утомляемость и головная боль.

Реклама на Forbes

Bloomberg назвал самые востребованные вакцины от коронавируса в мире

Глава Минздрава Михаил Мурашко назвал новые данные об эффективности вакцины «Спутник V» «крайне обнадеживающими». Директор Центра имени Гамалеи Александр Гинцбург выразил уверенность, что с помощью вакцины в 2021 году удастся существенно снизить масштабы пандемии и сформировать иммунитет у значительной части россиян.

Гид по вакцинам: какие препараты от COVID-19 первыми вышли на финишную прямую, их особенности и шансы

«Полученные данные лягут в основу отчета, который будет использоваться для подачи заявок на ускоренную регистрацию российской вакцины в других странах», — заявил глава Российского фонда прямых инвестиций (РФПИ) Кирилл Дмитриев. Он объяснил высокий интерес со стороны международных фармацевтических компаний к разработке Центра имени Гамалеи тем, что использование компонентов «Спутника V» в комбинации с другими вакцинами может существенно повысить их эффективность.

«Операция «Вакцинация»: Forbes разобрался, кто и как будет прививать россиян от COVID-19

Разработчики «Спутника V» отметили, что стоимость одной инъекции вакцины на зарубежных рынках не превысит $10, а сухая формы вакцины и упрощенные требования к температурному режиму хранения (от плюс 2 до плюс 8 градусов по Цельсию) облегчат ее распространение на международных рынках.

20 главных событий 2020 года по версии Forbes

20 фото

«ЭпиВакКорона» показала 100-процентную эффективность — Роспотребнадзор

Региональное информационное агентство Пензенской области, пожалуй, — единственный источник новостей, где публикуются заметки, охватывающие не только Пензу, но и районы. Таким образом, мы представляем полную картину региона.

На сайте РИА ПО публикуются не только новости Пензенской области, но и аналитические статьи, интервью на актуальные темы, обзоры и фоторепортажи.

Ежедневно по будням мы предлагаем читателям дайджест событий, произошедших в Сурском крае за минувший день.

Новостная лента Пензенской области раскрывает жизнь региона в сфере экономики, общества, спорта, культуры, образования, сельского хозяйства, ЖКХ, здравоохранения и медицины. Помимо этого, на наших страницах публикуется информация о предстоящих событиях, концертах и спортивных мероприятиях.

Вместе с тем, РИА Пензенской области размещает новости инвестиционной политики региона, происшествий, криминала, аварий и ДТП.

Ежедневно в режиме онлайн РИА ПО публикует оперативные и последние новости Пензы и районов Пензенской области. Читатели могут узнать об актуальных событиях Пензенского, Башмаковского, Бековского, Бессоновского, Вадинского, Земетчинского, Спасского, Иссинского, Городищенского, Никольскиого, Каменского, Кузнецкого, Нижнеломовского, Наровчатского, Лопатинского, Шемышейского, Камешкирского, Тамалинского, Пачелмского, Белинского, Мокшанского, Неверкинского, Сердобского, Лунинского, Малосердобинского, Колышлейского и Сосновоборского районов.

Новости Пензы и Пензенской области — здесь собраны последние и самые важные публикации о том, что сегодня происходит в городе: культурные, спортивные события, актуальные нововведения в сфере ЖКХ и строительства, происшествия, чрезвычайные ситуации, ДТП, аварии, криминальная хроника.

Мы также не оставляем без внимания достижения земляков: спортсменов, представителей культуры, науки и образования.

На страницах РИА Пензенской области оперативно публикуются не только фотографии с прошедших мероприятий, но и видео, а также инфографика.

Помимо этого, читателям периодически предлагаются тесты на знание Сурского края.

Новости Пензы и Пензенской области сегодня — это около ста ежедневных публикаций о том, что в данный момент актуально для жителей областного центра и региона.

На страницах РИА ПО ежемесячно публикуются материалы о вступающих в силу законах, которые коснутся жителей нашего региона.

Наше информационное агентство предоставляет читателям актуальный прогноз погоды в Пензе и Пензенской области на неделю и каждый день с указанием температуры воздуха, направления ветра и осадков. Прогноз сопровождается комментарием специалиста из регионального ЦГМС.

Riapo.ru – это новости Пензы, главные события, факты и мнения об актуальных и насущных вопросах и проблемах в регионе.

В Роспотребнадзоре заявили о 100-процентной эффективности вакцины от COVID-19

По результатам первой и второй фаз клинических исследований иммунологическая эффективность вакцины от коронавируса «ЭпиВакКорона» составляет 100%.

Об этом сообщили в пресс-службе Роспотребнадзора.

– Эффективность вакцины складывается из ее иммунологической эффективности и профилактической эффективности. По результатам 1-2-й фаз КИ иммунологическая эффективность вакцины «ЭпиВакКорона» составляет 100%, — приводит сообщение ведомства РИА «Новости».

Как сообщали ранее «Кубанские новости», 18 января в России началась массовая вакцинация населения против новой коронавирусной инфекции. Еще в декабре 2020 года в стране запустили кампанию, которая позволила сделать прививку тем, кто входит в так называемую группу риска, – медикам, педагогам и социальным работникам. А 13 января президент России Владимир Путин заявил о необходимости переходить к массовой вакцинации жителей России и поручил медучреждениям в регионах подготовить для этого всю инфраструктуру.

В свою очередь, вице-премьер РФ Татьяна Голикова в беседе с ведущими российскими эпидемиологами подтвердила, что массовая вакцинация стартует 18 января.

Пока желающие смогут привиться «Спутником V».

В Краснодарском крае прививку против COVID-19 с 18 января можно сделать в 86 пунктах вакцинации, которые развернуты на базе больниц и поликлиник.

Кроме того, в России была зарегистрирована вакцина центра «Вектор» Роспотребнадзора «ЭпиВакКорона», безопасность которой и отсутствие побочных эффектов также доказаны.

Заместитель начальника управления организации медпомощи населению краевого минздрава «Спутник V» Юрий Сарычев рассказал об отличии «Спутника V» и «ЭпиВакКороны».

Первая является векторной вакциной, а вторая – пептидной. Главное их отличие состоит в том, что «Спутник V» имеет ослабленные и не способные к размножению элементы коронавируса, а «ЭпиВакКорона» полностью синтетическая.

эффективность вакцины от тяжелого течения COVID-19 составила 100% – журнал Vademecum

В американской фармкомпании Moderna сообщили, что эффективность вакцины-кандидата mRNA-1273 от коронавируса, согласно предварительным результатам анализа заключительной фазы КИ, показала 94,1%.

Эффективность вакцины против развития тяжелого течения болезни – 100%. Отчет базируется на результатах КИ, в которых принимают участие 30 тысяч добровольцев.

Первичный предварительный анализ был проведен спустя две недели после введения второй дозы вакцины и по достижении контрольной точки в 196 подтвержденных случаев заболевания среди вакцинированных и в группе плацебо, из которых 30 – тяжелая форма течения коронавирусной инфекции.

В сообщении компании уточняется, что из всех заболевших 185 случаев COVID-19 наблюдались в группе плацебо по сравнению с 11 случаями в группе вакцинированных. Анализ вторичной конечной точки включал в себя тяжелые случаи COVID-19. Все 30 описанных случаев произошли в группе плацебо и ни одного в группе вакцинированных mRNA-1273. На сегодняшний день в исследовании была отмечена одна смерть, вызванная COVID-19, произошедшая в группе плацебо.

Наиболее частыми нежелательными реакциями были боль в месте инъекции, утомляемость, миалгия, головная боль и покраснение. После введения второй дозы вакцины mRNA-1273 побочные реакции несколько увеличивались по частоте и серьезности в группе. Внутренний комитет по наблюдению за испытаниями, рассмотрев имеющиеся данные, не сообщил о каких-либо существенных побочных эффектах или проблемах с безопасностью препарата.

Подать заявку в Управление по контролю продуктов и лекарств США (FDA) на разрешение на экстренное использование вакцины в компании собираются 30 ноября. Также Moderna запросит одобрение на использование препарата у Европейского агентства по лекарствам (EMA).

Ранее в Moderna сообщали об эффективности вакцины в 94,5% – тогда предварительные результаты анализа были основаны по достижении 95 подтвержденных случаев заболевания в обеих группах.

Среди конкурентов – производителей вакцин от СOVID-19: кандидат BNT162b2 от Pfizer и BioNTech – эффективность составила 95%; вакцина-кандидат AZD1222 от Astra Zeneca и Оксфордского университета показала средний уровень эффективности в 70%; по заявлению НИЦ им. Н.Ф. Гамалеи, эффективность отечественной вакцины Спутник V превышает 95% через 42 дня после получения первой дозы.

Вакцина-кандидат mRNA-1273 на основе матричной РНК разработана исследователями Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID, спонсор исследования) и биотехнологической компанией Moderna. КИ начались в США в марте 2020 года, о старте III фазы было объявлено 27 июля. Всего в заключительной фазе приняли участие около 30 тысяч добровольцев. Для небольших сделок цена составит $32–37 за дозу и $64–74 за курс, для поставки в США – $15–25 за дозу. Соглашения на поставку вакцины оформлены с США (100 млн доз на $1,5 млрд), Великобританией (7 млн доз), Швейцарией (4,5 млн доз на $329 млн) и Японией (50 млн доз; дистрибьютор Takeda Pharmaceutical). В июне 2020 года Moderna также договорилась с американской Catalent о производстве на ее заводе в штате Индиана первых 100 млн доз вакцины для американского рынка, поставка ожидается в третьем квартале 2020 года.

Поделиться в соц.сетях

Диасофт – Единственная компания из РФ в Топ-100 мировых поставщиков финансовых технологий по версии IDC Financial Insights

Компания Диасофт десятый год подряд входит в список IDC FinTech Rankings Top 100 – международный рейтинг поставщиков финансовых технологий.

Рейтинг традиционно объединяет 100 крупнейших вендоров, поставляющих оборудование, программное обеспечение и услуги для мировой финансовой отрасли. «Диасофт» в очередной раз улучшил свои позиции в рейтинге, поднявшись вверх еще на одну строчку.

IDC FinTech Rankings Top 100 оценивает и ранжирует вендоров на основе дохода, полученного от финансовых организаций, включая банки, инвестиционные и страховые компании. Поставщики, которые вошли в рейтинг, обеспечивают технологическую основу рынка финансовых услуг – отрасли, в которой, по прогнозам IDC Financial Insights, мировые IT-расходы составят 590 миллиардов долларов США к 2025 году.

«Включение в рейтинг IDC FinTech Rankings – значительное достижение, которое подтверждает вклад вендора в успех своих клиентов из финансовой отрасли, – прокомментировал результаты Марк ДеКастро, директор по исследованиям IDC Financial Insights. – IDC FinTech Rankings представляет список поставщиков финансовых технологий, который за 18 лет стал мировым стандартом для отрасли, и мы поздравляем победителей 2021 года».

Для успешной интеграции в цифровую экономику финансовым организациям необходимо внедрять инновационные технологии, обеспечивающие высокое качество обслуживания и повышающие эффективность операционной деятельности.

«Диасофт» помогает своим клиентам из финансовой отрасли реализовывать проекты в области цифровой трансформации, направленные на совершенствование клиентского сервиса. Заинтересованная в успехе клиентов и находящаяся в непрерывном технологическом развитии, компания «Диасофт» демонстрирует стабильный рост бизнеса. Все это подтверждает правильность выбранной бизнес-стратегии и отражается на позиции компании в рейтинге.

По материалам Диасофт

температура — Почему второй закон термодинамики препятствует 100% эффективности?

Тот факт, что тепловой двигатель не может быть эффективен на 100%, является следствием утверждения Кельвина-Планка о втором законе, которое можно резюмировать как

Заявление о втором законе Кельвина-Планка «Ни одна тепловая машина не может работать в цикле , передавая тепло с помощью одного теплового резервуара» (я акцентировал внимание на цикле )

СЛЕДСТВИЕ к Kelvin-PLank : Ни один тепловой двигатель не может иметь более высокий КПД, чем цикл Карно, работающий между одними и теми же резервуарами.

Вы, вероятно, знаете, что в обратимом изотермическом расширении Карно тепло, обеспечиваемое высокотемпературным резервуаром, равно работе, совершаемой при расширении. Этот процесс преобразует тепло для работы со 100% эффективностью. Но процесс не является циклом . Чтобы работать в цикле, система должна вернуться в исходное состояние. После обратимого изотермического расширения невозможно вернуться в исходное состояние и выполнить сетевую работу без отвода тепла в резервуар с более низкой температурой.

Вы можете, например, сразу проследить обратимое изотермическое расширение с обратимым изотермическим сжатием и вернуться в исходное состояние. Но отрицательная работа сжатия будет равна работе положительного расширения, если нет чистой работы, выполняемой «циклом».

Для получения чистой работы в цикле Карно необходимо следовать изотермическому расширению с обратимым адиабатическим расширением. Это снижает температуру системы до температуры резервуара с более низкой температурой.Затем обратимое изотермическое сжатие, за которым следует обратимое адиабатическое сжатие, возвращает систему и окружение в их исходное состояние, и чистая работа выполняется. Но эта работа равна теплу, поступающему в систему, за вычетом отбрасываемого тепла, что дает КПД менее 100%.

Все циклы теплового двигателя должны отводить некоторое количество тепла для эффективности менее 100%. Цикл Карно делает это наиболее эффективно.

Я понимаю это, я думаю, что у меня проблемы с представлением, так это то, как утверждение Δ𝑆≥0 эквивалентно утверждению планки Кельвина.

На самом деле мы можем показать, что единственный способ завершить цикл и получить $ \ Delta S_ {system} = 0 $ — это направить тепло в низкотемпературный резервуар. По определению, термодинамический цикл — это цикл, в котором все свойства системы (энтропия, внутренняя энергия, давление, температура и т. Д.) Возвращаются в исходное состояние.

Итак, давайте перенесем тепло из окружающей среды в систему посредством обратимого изотермического расширения идеального газа. Поскольку для идеального газа $ \ Delta U $ зависит только от температуры, из первого закона $ \ Delta U = 0 $ и $ W = Q $, и теоретически мы имеем полное преобразование тепла для работы со 100% -ным КПД для процесс. Однако во время изотермического расширения энтропия системы увеличилась на $ \ Delta S_ {sys} = + \ frac {Q_H} {T_H} $, где $ Q_H $ — теплопередача от высокотемпературного резервуара $ T_H $.

Для завершения цикла мы должны вернуть энтропию системы в исходное состояние, то есть мы должны избавиться от энтропии суммы $ \ frac {Q_H} {T_H} $. Теперь вот ключевой момент. Единственный способ передачи энтропии — теплопередача. Это означает, что для возврата системы в исходное состояние мы должны передать тепло $ Q_L $ в низкотемпературный резервуар.Когда мы это сделаем, чистая работа, выполненная в цикле, составит

$$ W_ {net} = Q_ {H} -Q_ {L} $$

КПД $ ζ $ любого цикла — это чистая проделанная работа, деленная на общее добавленное тепло, или

$$ ζ = \ frac {W_ {net}} {Q_H} = \ frac {Q_ {H} -Q_ {L}} {Q_H} $$

Следовательно, для любого цикла

$$ ζ <1 $$

Вышесказанное относится к любому циклу. То, является ли цикл обратимым или нет, определяет максимальную эффективность цикла. Максимальный КПД достигается при обратимом цикле.Для обратимого цикла и $ \ Delta S_ {sys} $, и $ \ Delta S_ {sur} $ равны нулю при $ \ Delta S_ {tot} = 0 $. Для необратимого цикла в системе генерируется дополнительная энтропия, которая должна передаваться в окружающую среду в виде дополнительного тепла, что приводит к $ \ Delta S_ {sur}> 0 $ и сокращает объем работы, который может быть выполнен с тем же тепловложением. .

Наконец, как сказано в следствии , сделанном Кельвином-Планком, «никакой тепловой двигатель не может иметь более высокий КПД, чем цикл Карно, работающий между одними и теми же резервуарами», что означает, что цикл Карно является наиболее эффективным из всех обратимых циклов.

Я искал более точный математический результат, который показывает, что вы можете не экономить энергию и при этом соблюдать Δ𝑆≥0.

Вы можете экономить энергию и одновременно иметь $ \ Delta S_ {tot} $ ≥0. Бывает, когда цикл необратим.

Первый закон (сохранение энергии) и Второй закон являются полностью независимыми законами. Цикл, в котором процесс (или процессы) необратим, соответствует первому закону, но генерирует энтропию, которая должна передаваться окружающей среде в качестве дополнительного (к обратимому циклу) тепла.Это, в свою очередь, означает, что меньше поглощаемого тепла работает в необратимом цикле, чем тот же цикл, выполняемый обратимо. Поскольку энтропия (и все другие свойства) системы не изменяется в течение полного цикла, тепло, передаваемое в окружающую среду, приводит к $ \ Delta S> 0 $ для окружающей среды.

Надеюсь, это поможет.

Тепловая эффективность — Energy Education

Рисунок 1: Объем работы для данного количества тепла дает системе ее тепловой КПД.^[1]

Тепловые двигатели превращают тепло в работу. Тепловой КПД выражает долю тепла, которая становится полезной работой. Тепловой КПД представлен символом [math] \ eta [/ math] и может быть рассчитан с помощью уравнения:

[математика] \ eta = \ frac {W} {Q_H} [/ математика]

Где:

[math] W [/ math] — полезная работа и

[математика] Q_H [/ математика] — это общий ввод тепловой энергии от горячего источника. ^[2]

Тепловые двигатели часто работают с КПД от 30% до 50% из-за практических ограничений.Тепловые двигатели не могут достичь 100% теплового КПД ([math] \ eta = 1 [/ math]) согласно Второму закону термодинамики. Это невозможно, потому что в тепловом двигателе всегда вырабатывается некоторое количество отработанного тепла, что показано на рисунке 1 термином [math] Q_L [/ math]. Хотя полная эффективность теплового двигателя невозможна, есть много способов повысить общую эффективность системы.

Пример

Если вводится 200 джоулей тепловой энергии в качестве тепла ([math] Q_H [/ math]), а двигатель выполняет работу 80 Дж ([math] W [/ math]), то эффективность составляет 80Дж / 200Дж, что эффективность 40%.

Тот же результат может быть получен путем измерения отходящего тепла двигателя. Например, если в двигатель вложено 200 Дж, а отходящее тепло составляет 120 Дж, то должно быть выполнено 80 Дж работы, что дает КПД 40%.

Эффективность Карно

основная статья

Физик Сади Карно определил максимально достижимую эффективность теплового двигателя. Следуя законам термодинамики, уравнение для этого оказывается

[математика] \ eta_ {max} = 1 — \ frac {T_L} {T_H} [/ math]

Где

[math] T_L [/ math] — температура холодной «раковины» а также

[math] T_H [/ math] — это температура теплового резервуара.

Это описывает эффективность идеализированного двигателя, которая в действительности недостижима. ^[3] Из этого уравнения, чем ниже температура стока [math] T_L [/ math] или чем выше температура источника [math] T_H [/ math], тем больше работы доступно от тепловой машины. Энергия для работы исходит от уменьшения общей энергии жидкости, используемой в системе. Следовательно, чем больше изменение температуры, тем больше это уменьшение в жидкости и, следовательно, больше энергии, доступной для выполнения работы.^[4]

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

↑ Это изображение было сделано командой Energy Education.
↑ TPUB Engine Mechanics. (4 апреля 2015 г.). Thermal Efficiency [Онлайн]. Доступно: http://enginemechanics.tpub.com/14075/css/14075_141.htm
↑ Hyperphysics, Cycle Carnot [Online], Доступно: http: //hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/carnot.html
↑ Р. А. Хинрихс и М. Кляйнбах, «Тепло и работа», в Энергия: ее использование и окружающая среда , 4-е изд. Торонто, Онтарио. Канада: Томсон Брукс / Коул, 2006, глава 4, раздел E, стр 115

Когда 100% эффективность недостаточно хороша?

Вы можете превратить электричество в тепло с КПД 100%! Каждый киловатт-час электроэнергии превращается в один киловатт-час тепла. Звучит неплохо, не правда ли? Правда, однако, заключается в том, что нагрев электрическим сопротивлением (тостеры, нагреватели плинтусов и дополнительное тепло во многих тепловых насосах) является наименее эффективным способом получения тепла.Приведу два примера.

Пример №1: В некоторых домах есть так называемая «электрическая печь» для обогрева. Если это источник тепла в вашем доме, вы отапливаете его с помощью гигантского тостера. (На фотографии справа показано, как выглядит этот элемент «тостер».)

Если вы посмотрите на желтую этикетку Energy Guide, вы увидите, что он на 100% эффективен. Но когда эта полоска нагревается, требуется смехотворно высокий электрический ток. Выйдите на улицу и посмотрите на свой электросчетчик, когда он включен, и он, вероятно, будет вращаться достаточно быстро, чтобы распилить дерево.

А теперь угадайте, каков КПД теплового насоса. Он находится в диапазоне от 200 до 300%! Это потому, что тепловой насос просто перемещает тепло из одного места в другое. Зимой он перемещает тепло снаружи внутрь. (Если перенос тепла из холодного места в теплое кажется вам странным, подумайте о своем холодильнике. Он делает то же самое.)

Пример № 2: Газовая печь с КПД 80%. Вы не поверите, но в этом случае 80% лучше, чем 100%. На этот раз ответ относится к энергии на месте по сравнению с источником энергии. То есть электричество, которое вы используете дома, превращается в тепло со 100% эффективностью, но электричество, вероятно, было произведено за счет сжигания угля или газа с эффективностью около 30%. Да, вы превратили 100% энергии вашего объекта в тепло, но вы получили только 30% первоначальной энергии из топлива, сжигаемого на электростанции.

Итак, если вы сжигаете газ дома, вы получаете тепло с эффективностью 80%. Если вы сожжете этот газ на электростанции, превратите его в электричество, а затем снова превратите в тепло, ваш общий КПД составит 30%.В этом случае даже 110% будет недостаточно!

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Два по цене одного: более 100 процентов эффективности производства солнечного топлива

Когда квантовые точки (КТ) сульфида свинца (PbS) поглощают фотоны высокой энергии (справа), могут образовываться две электронно-дырочные пары. Обе электронно-дырочные пары могут участвовать в химических реакциях (слева) для производства водородного топлива.

The Science

В обычных системах преобразования солнечного света в химическое топливо одиночный фотон, независимо от его энергии, приводит к единственной электронно-дырочной паре и, следовательно, к единственной электронно-дырочной паре, которая стоит химической работы.Ситуация «один к одному» ограничивает устройства, которые используют солнечный свет для создания химического топлива. Ученые преодолели этот предел. Они впервые продемонстрировали, что двух электронно-дырочных пар и две пары электрон-дырка, эквивалентных химической работе, могут быть получены из одного фотона.

The Impact

Это исследование могло бы сделать преобразование солнечного света в химическое топливо более эффективным за счет получения большего количества энергии от высокоэнергетических фотонов. Обычные системы отбрасывают эту избыточную энергию как тепло.В свою очередь, более высокая эффективность означает меньшую стоимость. Почему? Это позволяет устройству производить больше топлива на единицу площади солнечного элемента и земли, на которой он расположен.

Резюме

При обычном сборе энергии фотонов от Солнца на основе полупроводников избыточная энергия фотонов, превышающая ширину запрещенной зоны полупроводника, тратится впустую. Недавно ученые показали, что полупроводниковые квантовые точки могут позволить собирать избыточную энергию фотонов за счет генерации множественных экситонов: более чем 100-процентная внешняя квантовая эффективность, признак генерации множественных экситонов, для производства электричества из света была продемонстрирована в солнечном фотоэлектрическом элементе.В этой работе ученые продемонстрировали более чем 100-процентную внешнюю квантовую эффективность в солнечном фотоэлектрохимическом элементе , что стало первым примером увеличения выхода химической реакции за счет генерации нескольких экситонов. Фотоэлектрохимическая ячейка состояла из фотоэлектрода с квантовыми точками из сульфида свинца (PbS), нанесенного из раствора с использованием послойного подхода поверх узорчатого золь-гелевого стекла с покрытием TiO ₂ / FTO (F-легированный SnO ₂). горка. Команда продемонстрировала выделение водорода из водных растворов Na ₂ S с внешней квантовой эффективностью более 100 процентов для фотоэлектродов с квантовыми точками с энергией запрещенной зоны 0.85, 0,92 и 1,08 мкэВ, и для энергии падающих фотонов, превышающей энергию запрещенной зоны более чем в 2,7 раза.

Контакт

Мэтью С. Бирд
Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Центр химии и нанонаук
[email protected]

Финансирование

Финансирование этой работы было предоставлено Министерством энергетики США (DOE), Офисом Наука, Управление фундаментальных энергетических наук. Y.Y, R.W.C., B.D.C, G.F.P., A.R.M и M.C.B. выражают признательность за поддержку Центру перспективной солнечной фотофизики (CASP), Исследовательскому центру Energy Frontier Research Center и J. G. и J.A.T. выражаем признательность за поддержку программы солнечной фотохимии Отделения химических наук, наук о Земле и биологических наук. Работа в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии поддерживается Министерством энергетики в рамках контракта DE-AC36-08GO28308.

Публикации

Ю. Ян, Р. В. Крисп, Дж. Гу, Б. Д. Черномодик, Г.Ф. Пах, А. Маршалл, Дж. Тернер и М. Берд, «Множественная генерация экситонов для фотоэлектрохимических реакций выделения водорода с квантовыми выходами, превышающими 100%.» Nature Energy 2 , 17052 (2017). [DOI: 10.1038 / nenergy.2017.52]

OE Semonin, JM Luther, S. Choi, HY Chen, J. Gao, AJ Nozik, and MC Beard , «Пиковая квантовая эффективность внешнего фототока, превышающая 100% через МЭГ в солнечном элементе с квантовыми точками». Science 334 , 1530 (2011). [DOI: 10.1126 / science.1209845]

Категории выделения

Программа: BES , CSGB, EFRCs

Исполнитель / Объект: Лаборатория Министерства энергетики

Черный кремниевый фотодетектор демонстрирует рекордную эффективность в 132%

Исследователи из Университета Аалто разработали фотоэлектрическое устройство с внешней квантовой эффективностью 132%. Этот невероятно звучащий подвиг был достигнут с использованием наноструктурированного черного кремния и может стать крупным прорывом для солнечных элементов и других фотодетекторов.

Если гипотетическое фотоэлектрическое устройство имеет внешнюю квантовую эффективность 100 процентов, это означает, что каждый фотон света, падающий на него, генерирует один электрон, который проходит через цепь и собирается в виде электричества.

Это новое устройство является первым, которое не только достигает 100-процентной эффективности, но и превышает ее.При 132 процентах это означает, что вы получаете в среднем 1,32 электрона на каждый фотон. Он был изготовлен с использованием черного кремния в качестве активного материала с наноструктурами в форме конусов и столбцов, поглощающих УФ-свет.

Очевидно, у вас не может быть 0,32 электрона, но, говоря другими словами, у вас есть 32-процентный шанс произвести два электрона из одного фотона. На первый взгляд это может показаться невозможным — в конце концов, физика утверждает, что энергия не может быть создана из ничего. Так откуда же берутся эти лишние электроны?

Все сводится к тому, как в целом работают фотоэлектрические материалы.Когда фотон падающего света попадает в активный материал — обычно кремний — он выбивает электрон из одного из его атомов. Но при определенных обстоятельствах один фотон высокой энергии может вытолкнуть два электрона, не нарушая никаких законов физики.

Само собой разумеется, что использование этого явления может быть чрезвычайно полезным для улучшения конструкции солнечных элементов. Во многих фотоэлектрических материалах эффективность теряется по нескольким причинам, включая отражение фотонов от устройства или рекомбинацию электронов с «дырой», которую они оставили в атоме, прежде чем они могут быть собраны схемой.

Но команда Аалто утверждает, что они в значительной степени устранили эти препятствия. Черный кремний поглощает гораздо больше фотонов, чем другие материалы, а наноструктуры конуса и столбика уменьшают рекомбинацию электронов на поверхности материала.

В совокупности эти достижения позволили создать устройство с внешней квантовой эффективностью 130%. Команда даже провела независимую проверку этих результатов в Немецком национальном метрологическом институте Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB).

Исследователи говорят, что такая рекордная эффективность может улучшить работу практически любого фотодетектора, включая солнечные элементы и другие датчики света, и что новые детекторы уже производятся для коммерческого использования.

Исследование принято к публикации в журнале Physical Review Letters.

Источник: Университет Аалто

Идеальный тепловой двигатель Карно: пересмотр второго закона термодинамики

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Определите цикл Карно.
Рассчитайте максимальную теоретическую эффективность ядерного реактора.
Объясните, как диссипативные процессы влияют на идеальный двигатель Карно.

Рис. 1. Пьющая птица (источник: Arabesk.nl, Wikimedia Commons)

Игрушка-новинка, известная как пьющая птица (см. Рис. 1), является примером двигателя Карно. Он содержит хлористый метилен (смешанный с красителем) в брюшной полости, который кипит при очень низкой температуре — около 100 ° F. Чтобы работать, нужно намочить голову птицы. Когда вода испаряется, жидкость движется вверх в голову, в результате чего птица становится тяжелой и снова погружается в воду. Это охлаждает хлористый метилен в голове, и он перемещается обратно в брюшную полость, отчего у птицы становится тяжелее дно и она опрокидывается.За исключением очень небольшого расхода энергии — первоначального увлажнения головы — птица становится своего рода вечным двигателем.

Мы знаем из второго закона термодинамики, что тепловой двигатель не может быть на 100% эффективным, поскольку всегда должна быть какая-то передача тепла Q _c в окружающую среду, что часто называют отходящим теплом. Насколько эффективна тогда тепловая машина? На этот вопрос теоретически ответил в 1824 году молодой французский инженер Сади Карно (1796–1832 гг. ) В своем исследовании появившейся в то время технологии тепловых двигателей, имеющих решающее значение для промышленной революции.Он разработал теоретический цикл, который теперь называется циклом Карно , который является наиболее эффективным из возможных циклических процессов. Второй закон термодинамики можно переформулировать в терминах цикла Карно, и поэтому Карно фактически открыл этот фундаментальный закон. Любой тепловой двигатель, использующий цикл Карно, называется двигателем Карно .

Что критически важно для цикла Карно — и, по сути, определяет его, — так это то, что используются только обратимые процессы. Необратимые процессы связаны с диссипативными факторами, такими как трение и турбулентность.Это увеличивает теплоотдачу Q _c в окружающую среду и снижает эффективность двигателя. Очевидно, что обратимые процессы лучше.

Двигатель Карно

С точки зрения обратимых процессов, второй закон термодинамики имеет третью форму:

Двигатель Карно, работающий между двумя заданными температурами, имеет максимально возможный КПД по сравнению с любым тепловым двигателем, работающим между этими двумя температурами. Кроме того, все двигатели, в которых используются только обратимые процессы, имеют одинаковую максимальную эффективность при работе между одинаковыми заданными температурами.

На рисунке 2 показана диаграмма PV для цикла Карно. Цикл включает два изотермических и два адиабатических процесса. Напомним, что и изотермические, и адиабатические процессы в принципе обратимы.

Карно также определил эффективность идеального теплового двигателя, то есть двигателя Карно. Всегда верно, что эффективность циклического теплового двигателя определяется как:

[латекс] \ displaystyle {Eff} = \ frac {Q _ {\ text {h}} — Q _ {\ text {c}}} {Q _ {\ text {h}}} = 1- \ frac {Q _ {\ текст {c}}} {Q _ {\ text {h}}} \\ [/ latex]

Карно обнаружил, что для идеального теплового двигателя соотношение [латекс] \ frac {Q _ {\ text {c}}} {Q _ {\ text {h}}} \\ [/ latex] равно отношению абсолютные температуры тепловых резервуаров.То есть [латекс] \ frac {Q _ {\ text {c}}} {Q _ {\ text {h}}} = \ frac {T _ {\ text {c}}} {T _ {\ text {h}} } \\ [/ latex] для двигателя Карно, так что максимальная или эффективность Карно Eff _C определяется как

[латекс] \ displaystyle {Eff} _ {\ text {C}} = 1- \ frac {T _ {\ text {c}}} {T _ {\ text {h}}} \\ [/ latex]

, где T _h и T _c в градусах Кельвина (или по любой другой шкале абсолютных температур). Никакая настоящая тепловая машина не может работать так хорошо, как КПД Карно — фактический КПД около 0.7 из этого максимума обычно — лучшее, что может быть достигнуто. Но идеальный двигатель Карно, как и пьяная птичка выше, хотя и является увлекательной новинкой, имеет нулевую мощность. Это делает его нереалистичным для любых приложений.

Интересный результат Карно подразумевает, что 100% эффективность будет возможна только при T _c = 0 K, то есть только при абсолютном нуле холодного резервуара, что практически и теоретически невозможно. Но физический смысл таков: единственный способ задействовать всю теплопередачу в работе — это удалить всей тепловой энергии , а для этого требуется холодный резервуар с абсолютным нулем.

Также очевидно, что наибольшая эффективность достигается, когда соотношение [латекс] \ frac {T _ {\ text {c}}} {T _ {\ text {h}}} \\ [/ latex] как можно меньше . Так же, как обсуждалось для цикла Отто в предыдущем разделе, это означает, что эффективность максимальна для максимально возможной температуры горячего резервуара и минимально возможной температуры холодного резервуара. (Эта установка увеличивает площадь внутри замкнутого контура на диаграмме PV ; также кажется разумным, что чем больше разница температур, тем легче направить теплопередачу на работу.Фактические температуры резервуара теплового двигателя обычно связаны с типом источника тепла и температурой окружающей среды, в которой происходит передача тепла. Рассмотрим следующий пример.

Рис. 2. Диаграмма PV для цикла Карно, использующего только обратимые изотермические и адиабатические процессы. Теплоотдача Q _h происходит в рабочее тело во время изотермического пути AB, который происходит при постоянной температуре T _h.Теплообмен Q _c происходит из рабочего тела во время изотермического пути CD, который происходит при постоянной температуре T _c. Выход сети W равен площади внутри пути ABCDA. Также показана схема двигателя Карно, работающего между горячим и холодным резервуарами при температурах T _h и T _c. Любой тепловой двигатель, использующий обратимые процессы и работающий между этими двумя температурами, будет иметь такой же максимальный КПД, что и двигатель Карно.

Пример 1. Максимальный теоретический КПД ядерного реактора

Ядерный энергетический реактор имеет воду под давлением 300ºC. (Более высокие температуры теоретически возможны, но практически невозможны из-за ограничений, связанных с материалами, используемыми в реакторе.) Передача тепла от этой воды — сложный процесс (см. Рисунок 3). Пар, вырабатываемый в парогенераторе, используется для привода турбогенераторов. В конце концов пар конденсируется в воду при 27ºC, а затем снова нагревается, чтобы запустить цикл заново.Рассчитайте максимальный теоретический КПД теплового двигателя, работающего между этими двумя температурами.

Рис. 3. Принципиальная схема ядерного реактора с водой под давлением и паровых турбин, которые преобразуют работу в электрическую энергию. Теплообмен используется для генерации пара, отчасти для предотвращения радиоактивного загрязнения генераторов. Используются две турбины, поскольку это дешевле, чем использование одного генератора, вырабатывающего такое же количество электроэнергии. Перед возвратом в теплообменник пар конденсируется в жидкость, чтобы поддерживать низкое давление пара на выходе и способствовать прохождению пара через турбины (эквивалентно использованию холодного резервуара с более низкой температурой).Значительная энергия, связанная с конденсацией, должна рассеиваться в окружающей среде; в этом примере используется градирня, поэтому прямая передача тепла в водную среду отсутствует. (Обратите внимание, что вода, поступающая в градирню, не контактирует с паром, протекающим по турбинам.)

Стратегия

Поскольку температуры указаны для горячего и холодного резервуаров этой тепловой машины, [латекс] {Eff} _ {\ text {C}} = 1- \ frac {T _ {\ text {c}}} {T _ {\ text {h}}} \\ [/ latex] можно использовать для расчета эффективности Карно (максимальной теоретической).Эти температуры необходимо сначала перевести в градусы Кельвина.

Решение

Температуры горячего и холодного резервуаров равны 300 ° C и 27,0 ° C соответственно. В кельвинах T _h = 573 K и T _c = 300 K, так что максимальная эффективность составляет [латекс] \ displaystyle {Eff} _ {\ text {C}} = 1- \ frac {T _ {\ text {c}}} {T _ {\ text {h}}} \\ [/ latex].

Таким образом,

[латекс] \ begin {array} {lll} {Eff} _ {\ text {C}} & = & 1- \ frac {300 \ text {K}} {573 \ text {K}} \\\ text { } & = & 0.476 \ text {или} 47.6 \% \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Фактическая эффективность типичной атомной электростанции составляет около 35%, что немного лучше, чем в 0,7 раза больше максимально возможного значения, что является данью превосходной инженерной мысли. Электростанции, работающие на угле, нефти и природном газе, имеют более высокий фактический КПД (около 42%), потому что их котлы могут достигать более высоких температур и давлений. Температура холодного резервуара на любой из этих электростанций ограничена местными условиями. На рисунке 4 показан (а) внешний вид атомной электростанции и (б) внешний вид угольной электростанции. Оба имеют градирни, в которые вода из конденсатора попадает в градирню рядом с верхом и разбрызгивается вниз, охлаждаясь за счет испарения.

Рис. 4. (a) Атомная электростанция (предоставлено BlatantWorld.com) и (b) угольная электростанция. Оба имеют градирни, в которых вода испаряется в окружающую среду, что составляет Q _c. Ядерный реактор, поставляющий Q _h, размещен внутри куполообразных корпусов защитной оболочки.(Источник: Роберт и Михаэла Виколь, publicphoto.org)

Поскольку все реальные процессы необратимы, фактическая эффективность теплового двигателя никогда не может быть такой же высокой, как у двигателя Карно, как показано на рисунке 5a. Даже при наличии самого лучшего теплового двигателя всегда есть процессы рассеивания в периферийном оборудовании, таком как электрические трансформаторы или автомобильные трансмиссии. Это еще больше снижает общий КПД за счет преобразования части выходной мощности двигателя обратно в теплообмен, как показано на рисунке 5b.

Рис. 5. Настоящие тепловые двигатели менее эффективны, чем двигатели Карно. (а) Настоящие двигатели используют необратимые процессы, уменьшающие теплопередачу к работе. Сплошные линии представляют реальный процесс; пунктирные линии — это то, что двигатель Карно будет делать между теми же двумя резервуарами. (б) Трение и другие диссипативные процессы в выходных механизмах теплового двигателя преобразуют часть его работы в теплоотдачу в окружающую среду.

Сводка раздела

Цикл Карно — это теоретический цикл, который является наиболее эффективным из возможных циклических процессов.Любой двигатель, использующий цикл Карно, который использует только обратимые процессы (адиабатический и изотермический), известен как двигатель Карно.
Любой двигатель, использующий цикл Карно, обладает максимальной теоретической эффективностью.
Хотя двигатели Карно являются идеальными двигателями, на самом деле ни один двигатель не достигает теоретической максимальной эффективности Карно, поскольку диссипативные процессы, такие как трение, играют роль. Циклы Карно без потери тепла возможны при абсолютном нуле, но в природе этого никогда не наблюдали.

Концептуальные вопросы

Подумайте о пьющей птице в начале этого раздела (рис. 1). Хотя птица обладает максимально возможной теоретической эффективностью, если со временем предоставить ее самой себе, она перестанет «пить». Какие диссипативные процессы могут привести к прекращению движения птицы?
Можно ли в тепловых двигателях использовать улучшенные технические средства и материалы для уменьшения передачи тепла в окружающую среду? Могут ли они полностью исключить передачу тепла в окружающую среду?
Меняет ли второй закон термодинамики принцип сохранения энергии?

Задачи и упражнения

1. Определенный бензиновый двигатель имеет КПД 30,0%. Какой была бы температура горячего резервуара для двигателя Карно с таким КПД, если бы он работал с температурой холодного резервуара 200ºC?

2. Ядерный реактор с газовым охлаждением работает при горячей и холодной пластовых температурах от 700 ° C до 27,0 ° C. а) Каков максимальный КПД теплового двигателя, работающего между этими температурами? (b) Найдите отношение этого КПД к КПД Карно стандартного ядерного реактора (найденного в Примере 1).

3. (a) Какова температура горячего резервуара двигателя Карно с КПД 42,0% и температурой холодного резервуара 27,0 ° C? (b) Какой должна быть температура горячего резервуара для реального теплового двигателя, который достигает 0,700 максимального КПД, но все еще имеет КПД 42,0% (и холодный резервуар при 27,0 ° C)? (c) Подразумевает ли ваш ответ практические ограничения эффективности бензиновых двигателей автомобилей?

4. Паровозы имеют КПД 17,0% и работают с температурой горячего пара 425ºC. а) Какой была бы температура холодного резервуара, если бы это был двигатель Карно? (б) Каков был бы максимальный КПД этой паровой машины, если бы температура в ее холодном резервуаре составляла 150 ° C?

5. В практических паровых машинах используется пар с температурой 450 ° C, который позже выпускается при 270 ° C. а) Каков максимальный КПД такой тепловой машины? (b) Поскольку пар 270ºC все еще достаточно горячий, вторая паровая машина иногда работает на выхлопе первой. Каков максимальный КПД второго двигателя, если его выхлоп имеет температуру 150ºC? (c) Каков общий КПД двух двигателей? (d) Покажите, что это такой же КПД, как у одиночного двигателя Карно, работающего при температуре от 450 ° C до 150 ° C.

6. Угольная электростанция имеет КПД 38%. Температура пара, выходящего из котла, составляет [латекс] \ text {550} \ text {\ textordmasculine} \ text {C} [/ latex]. Какой процент от максимальной эффективности достигает эта станция? (Предположим, что температура окружающей среды [латекс] \ text {20} \ text {\ textordmasculine} \ text {C} [/ latex]. )

7. Готовы ли вы финансово поддержать изобретателя, который продает устройство, которое, по ее утверждениям, имеет теплоотдачу 25 кДж при 600 К, теплоотдачу в окружающую среду при 300 К и работает 12 кДж? Поясните свой ответ.

8. Необоснованные результаты (a) Предположим, вы хотите сконструировать паровой двигатель с теплопередачей в окружающую среду при 270ºC и КПД Карно 0,800. Какой температуры горячего пара нужно использовать? б) Что неразумного в температуре? (c) Какая посылка необоснованна?

9. Необоснованные результаты Рассчитайте температуру холодного резервуара парового двигателя, который использует горячий пар при 450ºC и имеет КПД Карно 0,700. б) Что неразумного в температуре? (c) Какая посылка необоснованна?

Глоссарий

Цикл Карно: циклический процесс, в котором используются только обратимые процессы, адиабатические и изотермические процессы

Двигатель Карно: тепловой двигатель, использующий цикл Карно

КПД Карно: максимальный теоретический КПД теплового двигателя

Избранные решения проблем и упражнения

1. 403ºC

3. (а) 244 ° С; (б) 477 ° С; (c) Да, поскольку автомобильные двигатели не могут слишком сильно нагреваться без перегрева, их эффективность ограничена.

5. (a) [латекс] {\ mathit {\ text {Eff}}} _ {\ text {1}} = 1- \ frac {{T} _ {\ text {c, 1}}} {{ T} _ {\ text {h, 1}}} = 1- \ frac {\ text {543 K}} {\ text {723 K}} = 0 \ text {.} \ Text {249} \ text {или } \ text {24} \ text {.} 9 \% \\ [/ latex]

(b) [латекс] {\ mathit {\ text {Eff}}} _ {2} = 1- \ frac {\ text {423 K}} {\ text {543 K}} = 0 \ text {.} \ text {221} \ text {или} \ text {22} \ text {.} 1 \% \\ [/ latex]

(c) [латекс] {\ mathit {\ text {Eff}}} _ {1} = 1- \ frac {{T} _ {\ text {c, 1}}} {{T} _ {\ text {h, 1}}} \ Rightarrow {T} _ {\ text {c, 1}} = {T} _ {\ text {h, 1}} \ left (1, -, {\ mathit {\ text { eff}}} _ {1} \ right) \ text {аналогично} {T} _ {\ text {c, 2}} = {T} _ {\ text {h, 2}} \ left (1- { \ mathit {\ text {Eff}}} _ {2} \ right) \\ [/ latex]

с использованием T _{h, 2} = T _{c, 1} в приведенном выше уравнении дает

[латекс] \ begin {array} {l} {T} _ {\ text {c, 2}} = {T} _ {\ text {h, 1}} \ left (1- {Eff} _ {1 } \ right) \ left (1- {Eff} _ {2} \ right) \ Equiv {T} _ {\ text {h, 1}} \ left (1- {Eff} _ {\ text {total}} \ right) \\\ поэтому \ left (1- {Eff} _ {\ text {total}} \ right) = \ left (1 — {\ mathit {\ text {Eff}}} _ {1} \ right) \ left (1- {Eff} _ {2} \ right) \\ {Eff} _ {\ text {total}} = 1- \ left (1-0. 249 \ right) \ left (1-0,221 \ right) = 41,5 \% \ end {array} \\ [/ latex]

(d) [латекс] {\ text {Eff}} _ {\ text {total}} = 1- \ frac {\ text {423 K}} {\ text {723 K}} = 0 \ text {.} \ text {415} \ text {или} \ text {41} \ text {.} 5 \\% \\ [/ latex]

7. Передача тепла в холодный резервуар составляет [латекс] {Q} _ {\ text {c}} = {Q} _ {\ text {h}} — W = \ text {25} \ text {кДж} — \ text {12} \ text {kJ} = \ text {13} \ text {kJ} \\ [/ latex], поэтому эффективность равна [latex] \ mathit {Eff} = 1- \ frac {{Q} _ {\ text {c}}} {{Q} _ {\ text {h}}} = 1- \ frac {\ text {13} \ text {кДж}} {\ text {25} \ text {кДж} } = 0 \ текст {.} \ text {48} \\ [/ latex]. Эффективность Карно равна [латекс] {\ mathit {\ text {Eff}}} _ {\ text {C}} = 1- \ frac {{T} _ {\ text {c}}} {{T} _ { \ text {h}}} = 1- \ frac {\ text {300} \ text {K}} {\ text {600} \ text {K}} = 0 \ text {.} \ text {50} \\ [/латекс]. Фактический КПД составляет 96% от КПД Карно, что намного выше, чем лучший из когда-либо достигнутых, составляющий около 70%, поэтому ее схема, скорее всего, будет мошеннической.