Subversion Repositories svnkaklik

\documentclass[12pt,a4paper,oneside]{article}
\usepackage[colorlinks=true]{hyperref}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[czech]{babel}
\usepackage{graphicx}
\textwidth 16cm \textheight 24.6cm
\topmargin -1.3cm 
\oddsidemargin 0cm
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\title{Tepelné Stroje}
\author{Jakub Kákona, kaklik@mlab.cz}
\date{2.11.2009}
\maketitle
\thispagestyle{empty}
\begin{abstract}

\end{abstract}
\section{Úvod}
\begin{enumerate}
\item Zkalibrujte tlakoměr, zkontrolujte čidlo pro odečítání polohy pístu.
\item rozeberte nastíněný pracovní cyklus, popište jeho jednotlivé fáze v p - V diagramu.
\item Proveďte opakovaně popsaný cyklus s různými závažími. Získejte pro každé měření plochu uzavřenou křivkami v p-V diagramu a spočítejte rozdíl potenciálních energií pro dané závaží. Vynášejte obě hodnoty do grafu, výsledné hodnoty proložte přímkou. $W =a* \Delta E+b$ 
\end{enumerate}

\section{Postup měření}
\subsection{Měření účinnosti Peltierova článku}

Aparaturu jsme zapojili podle zadání tak, aby bylo možné meřit elektricky přikon do zahřívacího odporu i výkon dodávaný do zátěže  Peltierovým článkem.

Po uvedení přístrojů do provozu měření probýhalo, tak, že jsme nastavili teplotu horké lázně a při odpojené zátěži počkali, až se ustálí. Následně jsme odečetli napětí, na Peltierově článku. A zátěž zapojili, teplotu horké lázně bylo nyní potřeba dorovnat na teplotu při odpojené zátěži, aby bylo možné určit vnitřní odpor měřeného článku a tepelný výkon, který neprochází přímo aktivní oblastí. Naměřená data jsou uvedena v tabulce \ref{Peltier} kde každý druhý řádek odpovídá připojené zátěži R = 2 Ohm. 

\begin{table}[htbp]
\begin{center}
\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|c|}
\hline
$U_{h} [V]$ & \% & $I_{h} [A]$ & \% & $U_{sr}$ [mV] & $T_h [^\circ C]$ & $T_c [^\circ C]$\\ \hline
2,02 & 2,38 & 0,40 & 6,00 & 139,9 & 13 & 7 \\ \hline
2,40 & 2,00 & 0,47 & 5,11 & 84,9 & 13 & 7 \\ \hline
2,40 & 2,00 & 0,48 & 5,00 & 169,1 & 15 & 7,5 \\ \hline
2,70 & 8,89 & 0,54 & 4,44 & 101,9 & 15 & 7,5 \\ \hline
4,00 & 6,00 & 0,78 & 3,08 & 410 & 27 & 9 \\ \hline
4,50 & 5,33 & 0,86 & 2,79 & 236 & 27 & 10 \\ \hline
5,00 & 4,80 & 1,00 & 2,40 & 633 & 38 & 11 \\ \hline
5,20 & 4,62 & 1,01 & 2,38 & 310 & 38 & 15 \\ \hline
6,10 & 3,93 & 1,20 & 2,00 & 907 & 56 & 18 \\ \hline
6,50 & 3,69 & 1,30 & 9,23 & 487 & 56 & 20 \\ \hline
\end{tabular}
\end{center}
\caption{Hodnoty naměřené na Peltierově článku}
\label{Peltier}
\end{table}

Z těchto hodnot jsme pak vypočetli jeho účinnost, která byla bez korekce pod jedním procentem. Jak je vidět na grafu \ref{PeltierXCarnot}.

\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics[width=150mm]{peltier.pdf} 
\end{center}
\label{PeltierXCarnot}
\caption{Učinnost Peltierova článku v porovnání s Carnotovým strojem za stejných podmínek}
\end{figure}

Při aplikování korekce na vnitřní odpor a tepelné ztráty se účinnost dostala přibližně ke 4,55\%, 

\subsection{Carnotův Cyklus}

Tepelný stroj jsme zatěžovali závažím o definované hmotnosti a ze změny jeho potenciální energie jsme určili práci, kterou stoj vykonal.
Energii v Carnotova cyklu jsme získali výpočtem z uzavřené plochy p-V diagramu. Náš naměřený výsledek je vidět v grafu \ref{carnot}.

\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics[width=150mm]{carnot.pdf}  
\caption{Práce a energie laboratorního tepelného stroje.}
\label{carnot}
\end{center}
\end{figure}

Při nafitování naměřených bodů výrazem $W =a* \Delta E+b$ se ukázalo, že koeficienty jsou: $a = 1.04815 \pm 0.01257$ , $b = 0.00517276 \pm 0.0008125$ Což znamená, že účinnost laboratorní aparatury je přibližně 95\%.

\section{Diskuse}
Při měření Peltierova článku by bylo asi vhodné použít kratší přívodní hadičky ke chladící lázni, jelikož voda se tak zbytečně ohřívá z původní teploty tání ledu a teplota studené strany článku se tak stává nestabilní.  

\section{Závěr}
Potvrdili jsme, že účinnost Peltierova článku je značně nízká ve srovnání s Carnotovým cyklem, což opodstatňuje jeho nepoužití v elektrárnách místo parních turbín k přímému generování elektrické energie.  


\begin{thebibliography}{99}
\bibitem{Stroje}{Zadání úlohy 12 - Tepelný stroj}. \href{http://praktika.fjfi.cvut.cz/TepelnyStroj}{http://praktika.fjfi.cvut.cz/TepelnyStroj}
\bibitem{Stroje}{Zadání úlohy 12 -   Účinnost tepelného stroje}.\href{http://fyzika.fjfi.cvut.cz/Peltier}{http://fyzika.fjfi.cvut.cz/Peltier}
\end{thebibliography}
\end{document}