Teho ja hyötysuhde
Teho, P (power)
- Yksikkö 1 W (watti) tai 1 J/s (joulea sekunnissa)
- Kertoo, kuinka nopeasti työtä tehdään
- Samalla se kertoo, kuinka nopeasti työ kuluttaa (muuntaa) energiaa
- Kaava työn teholle: P=W/t
eli teho on tehty työ jaettuna siihen kuluneella ajalla - Seuraukset
- Suurempi työ samassa ajassa kasvattaa tehoa
- Sama työ pienemmässä ajassa kasvattaa tehoa
Ⓔ Pumpataan 100 litraa (100 kg) vettä puolessa minuutissa saunan saaviin 3 m järven pintaa ylempänä.
- Lasketaan ensin nostotyö:
W=Gh=1000 N · 3 m = 3000 J - Sitten teho:
P=W/t=3000 J / 30 s = 100 W
Hyötysuhde, η
- Ilmaisee työn energiatehokkuuden
- Kaava1: η = Ehyöty / Ekulutettu
eli hyötysuhde on hyötyenergian osuus jaettuna kulutettu energia - Se osa kulutetusta energiasta, jota ei saada hyödyksi, muuttuu yleensä hukkalämmöksi
- Jos kaikki työhon kulutettu energia koituu hyödyksi, hyötysuhde on 1 eli 100 %
- Huom: hyötysuhteen voi laskea myös tehon avulla esim. sähkölaitteille: η = Ptyö / Psähkö
Silloin verrataan, kuinka paljon fysikaalistatyötä laite pystyy tekemään kuluttamaansa sähkötehoa kohden.
Ⓔ Lasketaan edellisen esimerkin pumpulle hyötysuhde, kun se kulutti samassa ajassa sähköenergiaa 10 000 J.
- Todetaan, että potentiaalienergia kasvoi nostotyön verran
- η = Ehyöty / Ekulutettu= 3 000 J /10 000 J = 0,30 = 30 %
Kulutetusta sähköenergiasta kolmasosa koitui hyödyksi ja loput menivät hukkalämmöksi harakoille.
Kuva: Energiamuunnoskaavio veden pumppaamisesta saunalle sähköpumpulla.