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효율 계산기

단계 1 / 3 효율
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효율은 기계에 넣은 에너지나 일 중에서 실제로 얼마나 유용한 형태로 나오는지를 나타냅니다. 유효 출력과 총 입력을 입력하세요. 둘 다 같은 단위여야 하며, 줄, 와트, 칼로리, 한 일 어느 것이든 상관없습니다. 그러면 이 계산기가 효율을 백분율로 돌려주고, 마찰·열·소리로 손실되는 양도 함께 보여 줍니다. 어떤 기계도 100 %에 이르지 못하므로, 결과를 보면 입력한 것 중 얼마가 실제 일을 하고 얼마가 낭비되는지 한눈에 알 수 있어 엔진, 모터, 도르래 등 에너지를 변환하는 모든 시스템을 쉽게 비교할 수 있습니다.

계산기 사용법

  1. 1

    유효 출력 입력

    유용한 형태로 나오는 에너지나 일을 원하는 단위로 입력하세요.

  2. 2

    총 입력 입력

    공급한 전체 에너지나 일을 출력과 같은 단위로 입력하세요.

  3. 3

    효율 읽기

    효율 백분율과 손실된 에너지가 즉시 표시됩니다.

공식

효율(η, 그리스 문자 에타)은 유효 출력과 총 입력의 비로, 백분율로 나타냅니다.

η = (유효 출력 ÷ 총 입력) × 100 %

여기서,

  • η = 효율, 0 %와 100 % 사이의 백분율.
  • 유효 출력 = 원하는 일을 해내는 에너지나 일.
  • 총 입력 = 시스템에 공급된 에너지나 일.

출력과 입력은 모두 같은 단위여야 합니다. 줄은 줄끼리, 와트는 와트끼리, 칼로리는 칼로리끼리입니다. 단위가 같기 때문에 비는 무차원이 되고 단위가 상쇄되어 깔끔한 백분율만 남습니다. 손실되는 에너지(마찰·열·소리·항력에 의한)는 단순히 다음과 같습니다.

손실 에너지 = 총 입력 − 유효 출력

예제 풀이

자동차 엔진은 1000줄의 화학 에너지를 방출하는 연료를 태우지만, 바퀴에서 유효한 운동이 되는 것은 250 J뿐입니다. 효율은 다음과 같습니다.

η = (250 J ÷ 1000 J) × 100 % = 25 %

손실 에너지는 1000 − 250 = 750 J이며, 대부분 라디에이터와 배기를 통해 열로 빠져나갑니다. 25 %라는 결과는 가솔린 엔진에서 흔한 값으로, 연료 에너지의 대부분은 도로에 닿지 못합니다.

빠른 참조

유효 출력 총 입력 효율 손실 에너지
80 100 80 % 20
250 1000 25 % 750
45 60 75 % 15
9 10 90 % 1
1 4 25 % 3

흔한 실수

  • 단위 섞기. 출력과 입력은 같은 단위를 써야 합니다. 250 J의 일을 1000칼로리의 연료와 먼저 환산하지 않고 비교하면 의미 없는 답이 나옵니다.
  • 출력이 입력보다 큼. 효율은 결코 100 %를 넘을 수 없습니다. 그것은 무에서 에너지를 만들어 내는 셈이기 때문입니다. 출력이 입력보다 커 보인다면 값 하나에 라벨을 잘못 붙인 것입니다.
  • 일률과 에너지. 두 값이 모두 같은 기간에 측정된 일률이라면, 에너지(줄) 대신 일률(와트)을 써도 됩니다. 비는 그대로 성립합니다.
  • 손실을 잊음. 손실 에너지(입력 − 출력)는 실제 열·마찰·소리입니다. 효율이 높다는 것은 입력이 덜 낭비된다는 뜻이지, 기계가 더 많이 만들어 낸다는 뜻이 아닙니다.

자주 묻는 질문

효율은 시스템에 넣은 에너지나 일 중에서 유용한 형태로 나오는 비율이며, 백분율로 나타냅니다. η = (유효 출력 ÷ 총 입력) × 100 %. 효율 90 %인 모터는 전기 입력의 90 %를 운동으로 바꾸고 10 %를 열로 잃습니다.

아니요. 유효 출력은 결코 총 입력을 넘을 수 없습니다. 그것은 무에서 에너지를 만들어 내는 것이며 열역학 법칙이 이를 금하기 때문입니다. 100 %를 넘는 결과는 모두 출력과 입력 값이 바뀌었거나 서로 다른 단위로 측정되었음을 뜻합니다.

줄, 와트, 칼로리, 킬로와트시, 일의 단위 등 원하는 단위를 쓰면 됩니다. 다만 출력과 입력이 둘 다 같은 단위여야 합니다. 공식이 비이기 때문에 단위가 상쇄되고 답은 항상 백분율로 나옵니다.

아니요. 입력한 숫자는 결과 계산을 위해 서버로 전송되며 단계를 이동할 때 페이지 링크에 표시될 수 있습니다. 저장되거나 공유되지 않습니다.

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