Mikä oli Carnot'n ideaalikoneen terminen hyötysuhde?
Dieselmoottori
Höyrykoneen huono terminen hyötysuhde 10-15 % oli tiedossa 1800-luvulla sen jälkeen, kun Sadi Carnot oli julkaisut omat teoriansa. Carnot'n ideaalikoneen hyötysuhde vaikutti siihen, että alettiin kehittää polttomoottoreita, joissa palaminen tapahtui räjähdyksenä sylinterissä. Ensimmäinen tällainen kone oli Barsanti-Matteuccin nelitahtinen moottori, joka sai patentin Englannissa 1857. Kuitenkin vasta Nicolaus Otton kehittämä ottomoottori teki polttomoottorista käyttökelpoisen 1877.
Lämmön mekaaninen ekvivalentti
Käsitys, että lämpö ei olisikaan erityistä ainetta vaan aineen pienimpien osien liikettä, oli tosin esittänyt 1100-luvulla, ja myöhemmin myös Francis Bacon oli asettunut, mutta vielä Rumfordin kokeiden jälkeenkään se ei tullut yleisesti hyväksytyksi. Vielä 1820-luvulla esimerkiksi Sadi Carnot, jota on pidetty nykyisen termo­dynamiikan perustajanakin, oletti lämmön olevan ainetta, mikä ei kuitenkaan estänyt häntä muotoilemasta varhaista versiota siitä, mitä nykyisin sanotaan termo­dynamiikan toiseksi pääsäännöksi, ja samalla tekemästä oikeita päätelmiä siitä, missä tapauksessa lämpövoimakoneiden hyötysuhde on suurin mahdollinen. Tosin hänen jäämistöstään löydetyt, hänen viimeisinä elin­vuosinaan tekemät muistiin­panot, joita hän ei eläessään ehtinyt julkaista, viittaavat siihen, että hän lopulta päätyi lämpö­liike­teorian kannalle ja jopa esitti karkean likiarvon lämmön mekaaniselle ekvivalentille. TIR
TIR-carnet'isiin merkittyjen tavaroiden kansainvälistä kuljetusta koskeva tulliyleissopimus tehtiin Genevessä 14. marraskuuta 1975. Maantiekulkuneuvoilla tapahtuvaa kuljetusmenettelyä varten luotiin säännöksiä kansainvälisen kauppavaihdon yhdenmukaisuuden kehittämiseksi. Chevrolet
Hyötyajoneuvot eli "trucks" kuten ne Yhdysvalloissa luokitellaan, ovat ns. flexfuel-autoja, jotka mahdollistavat jopa 85% etanoliseoksen tai maakaasun käyttämisen polttoaineena. Tämä auttaa merkittävästi alentamaan ilmastoa kuormittavia päästöjä. Vientimallit Eurooppaan ovat useimmiten edelleen perinteisiä bensiinimalleja johtuen muun muassa etanolijakelun puutteesta. Viimeisimmät ympäristöystävälliset mallit marssivat markkinoille vuonna 2008. muun muassa Chevrolet Tahoe vasutettiin mullistavalla 2 vaihe hybriditeknologialla jolla 5,3 L moottorin kulutus lukemat tiputettiin aiemmasta 15,3L/100 km kulutuksesta n. 8L/100 km. Sama moottoriteknologia on nyt saatavilla myös linjaston pick-up malleihin. Vaihtosähkömoottori
Kestomagneettikoneiden hyötysuhde on tyypillisesti parempi kuin induktiokoneilla, sillä niiden roottorissa ei tapahdu juuri lainkaan häviöitä. Kestomagneettikoneiden ominaisuudet ovat erityisen hyvät pienillä pyörimisnopeuksilla, sillä moninapaisen kestomagneettikoneen ominaisuudet eivät huonone yhtä voimakkaasti kuin vastaavalla induktiokoneella. Tämä ominaisuus on mahdollistanut ns. suoravetokäyttöjen rakentamisen, missä induktiokone ja alennusvaihde on voitu korvata suoraan toimilaitteeseen kytketyllä hitaasti pyörivällä kestomagneettimoottorilla. Lämpövoimakone
Yleisesti voidaan todeta, että mitä suurempi lämpötilaero on lämpölähteen ja ympäristön välillä, sitä suurempi terminen hyötysuhde on saavutettavissa. Maapallolla ympäröivä lämpötila rajoittuu ympäristön lämpötilaan 300 K, joten termisen hyötysuhteen parantaminen keskittyy lämpölähteen lämpötilan nostamiseen rakennemateriaalien rajoissa. Lämpövoimakoneen maksimaalinen terminen hyötysuhde on verrannollinen maksimilämpötilalla jaettuun maksimilämpötilan ja loppulämpötilan erotukseen, kun kaikki lämpötilat on ilmaistu absoluuttisina asteina eli Kelvineinä. Citroën Traction Avant
Traction Avantin ajo-ominaisuudet olivat aikakauteensa nähden erinomaiset. Etuveto ja alhainen painopiste saivat auton käyttäytymään erittäin tasapainoisesti, jolloin kaarrenopeudet pysyivät korkeina heikosta moottoritehosta huolimatta. Lisäksi se oli tilavampi kuin samanikäiset kardaanivetoiset autot. Ford Taunus
Taunuksen laatu oli hyvä. Jousitus oli mukava ja talvella etenemiskyky oli erinomaista kevyen perän vuoksi. Samaan vuodenaikaan myös kaasutin temppuili automaattirikastimen takia. Taunuksen polttoaineenkulutus oli suhteellisen suuri verrattuna kilpailijoihinsa, mutta sen sijaan lämmityslaite oli tehokas ja sisätilat suuret ja hinta oli edullinen. Kaikki valmistetut Taunukset olivat takavetoisia. Suurimman uskottavuuden estimointi
Suurimman uskottavuuden historian voidaan kuitenkin katsoa alkavan jo paljon aikaisemmin. Joseph-Louis Lagrange päätteli jo vuonna 1769, että halutun keskiarvon todennäköisin arvo on havaintojen aritmeettinen keskiarvo. Myös muun muassa Jakob Bernoullin (1769, 1778) ja Pierre-Simon Laplacen (1774) voidaan katsoa käyttäneen menetelmää. Carl Friedrich Gauss esitteli vuonna 1809 pienimmän neliösumman menetelmän, jonka tuottamat estimaatit ovat myös suurimman uskottavuuden estimaatteja silloin, kun satunnaisvirheet ovat normaalijakautuneita. Karl Pearson ja L.N.G Filon käsittelivät vuonna 1898 yleisen tason estimointiongelmaa, jossa on joukko moniulotteisia havaintoja, joiden jakauma riippuu tuntemattomista parametreista. Koko pääoman tuottoaste
Tunnusluvun laskentatekniset yksityiskohdat vaihtelevat käytännössä. Taseen loppusumma eli koko pääoman määrä voidaan ottaa edellisen tilikauden lopun taseesta. Voidaan käyttää myös tilikauden keskimääräistä tilannetta eli edellisen ja tämän tilikauden taseen loppusumman keskiarvoa. Kyseeseen voi tulla jokin muukin piste tilikaudelta, kuten juhannus. Poistoilman vuosihyötysuhde
Poistoilman hyötysuhde lasketaan kaavalla (sisälämpötila- ulospuhalluslämpötila) / (sisälämpötila-ulkolämpötila). Tehokkaalla LTO –kennolla sekä LTO-toimintaan optimoidulla lämpöpumpulla ulospuhalluslämpötilaksi saadaan jatkuvasti lämmityskaudella noin +2C…+4C. Näin ollen poistoilman hyötysuhde on jopa yli 100% ulkolämpötilan ollessa tätä korkeampi. Poistoilman vuosihyötysuhde sen sijaan on Etelä-Suomessa 90%…105%… ja Pohjois-Suomessa 75%…90% Poniauto
Pony car -nimitystä käytettiin kaikista näistä automalleista, edullisista perusmalleista aina tehokkaimpiin versioihin asti.
Tehokkaimpien mallien ja tehtaiden sponsoroiman kilpailutoiminnan tarkoituksena oli urheilullisen mielikuvan luominen heidän omille poniautoilleen.
Autotehtaiden markkinointiosastot yrittivät saada urheilumalleilleen näkyvyyttä myynnin edistämiseksi. Tehtaiden välinen kilpailu oli niin kovaa, että vuosien 1966–1972 välisenä aikana yhdysvaltalaista Trans-Am Sarjaa kutsuttiin ”poniautojen sodaksi”. FS Carnot (1894)
FS Carnot oli 1800-luvun lopulla valmistettu Ranskan laivaston predreadnought- taistelulaiva. Alus kuului viiden toisiaan muistuttavan aluksen ryhmään, joka tilattiin Britannian kuninkaallisen laivaston tilattua Royal Sovereign -luokan. Irving Fisher
Fisherin mukaan subjetiivinen taloudellinen arvo ei ollut ainoastaan omistettujen tai vaihdettujen tavaroiden ja palvelusten määrän funktio vaan riippuu myös siitä ajan­kohdasta, jolloin ne hankitaan. Heti saatavilla olevan hyödykkeen arvo on eri suuri kuin samanlaisen, myöhemmin saatavan hyödykkeen arvon; arvolla ei ole vain määrällinen, vaan myös ajallinen ulottuvuus. Tulevaisuudessa saatavien hyödykkeiden suhteellinen hinta verrattuna niiden hintaan, jotka nytkin olisivat saatavilla mutta joiden hankkimisesta pidätytään, on mitattavissa korko­kannalla. Fisher käytti vapaasti hyväkseen samoja diagrammeja, joita yleisesti käytettiin taloustieteen opetuksessa, mutta antoi akseleilleen nimet "kulutus nyt" ja "kulutus ensi jaksolla"; tavallisesti ne saattoivat olla esimerkiksi "omenoita" ja "appelsiineja". Näin kehittämnsä teorian, joka osoittaa huomattavaa näkemystä, hän esitti yksityis­kohtaisesti teoksessaan "The Theory of Interest". Charles Babbage
Ohjelmoitavan laskukoneen idea tuli esille mekaanisessa differenssikoneessa. Babbage oli aikaisemmin matkustanut Ranskaan ja tavannut Gaspard de Pronyn, joka oli Ranskan suuren vallankumouksen seurauksena organisoinut trigonometristen taulukoiden uusiksi laskemista, kun tarkoituksena oli ottaa käyttöön suorakulmaksi 100-jakoinen asteitus. De Prony oli jakanut laskennan yksinkertaisiin osatehtäviin ja vei urakan läpi kuudessa vuodessa 80 laskijan voimin. Babbage sai tärkeitä vaikutteita de Pronylta. Babbage laati suunnitelman mekaanisesta laskukoneesta logaritmitaulukoiden laskemiseksi ja onnistui saamaan sille rahoituksen Ison-Britannian valtiolta 1823. Babbage ei koskaan saanut valmiiksi differenssikonetta, kun hän keskittyi analyyttiseksi koneeksi kutsutun ohjelmoitavan koneen kehittämiseen. Hallitus lakkasi rahoittamasta koneen rakentamista vuonna 1832, jolloin valmiina oli osakokonaisuuksia koneen toiminnan esittelemiseksi. Kolonni
Kolonneja käytetään erityisesti uuttamisessa ja tislauksessa. Kolonni rakennetaan hyötysuhteen parantamiseksi yleensä joko "pohjakolonniksi" tai "täytekappalekolonniksi". Laboratorioissa käytetään myös Vigreux-kolonneja, jossa lasiputken sisään on tehty sen pinta-alaa suurentavia nystermiä. Kolonnin toiminta perustuu "ideaaliaskeliin"; jokainen ideaaliaskel vastaa yhtä tislaus- tai virtauskertaa täysin tyhjän putken läpi. Kolonnin ideaaliaskelten määrä voidaan laskea Rauoltin lain mukaisesti siirtyvien aineiden faasitasapainokäyrän sekä kolonnin käyttöviivan mukaisesti konsentraatioiden logaritmien avulla, tai graafisesti McCabe-Thiele-menetelmällä. Kun ideaaliaskelten määrä kerrotaan kolonnin kokonaishyötysuhteella (laskettavissa paikallis- ja Murphree-hyötysuhteen kautta), saadaan tarvittavien reaaliaskelten määrä. Jukka Tuominen (teollisuusneuvos)
Auran Kenkätehtaan liikevaihdosta 80 prosenttia tuli viennistä. Neuvostoliiton osuus oli noin kaksi kolmannesta, ja Tuominen muistelee suurimman yksittäisen kaupan olleen arvoltaan 70 miljoonaa markkaa. Tuotannon ollessa huipussaan kenkätehdas tarvitsi 220 lehmänvuotaa päivässä; niitä Tuominen lensi usein ostamaan Etelä-Amerikasta Air Francen Concorde-yliäänikoneella. Bilateraalisen idänkaupan loputtua Neuvostoliiton hajoamiseen sekä Auran Kenkätehtaan että Kruunu-Pukineen toiminta päättyi 1990-luvun alussa. Jännite
Vaihtojännitteenä käytetään yleensä siniaaltoa. Muita vaihtojännitteitä ovat kantti- ja kolmioaalto. Vaihtojännitteen tehollisarvolla tarkoitetaan tasajännitettä, joka antaisi kuormaan saman tehon kuin kyseinen vaihtojännite. Tehollisarvo lasketaan vaihtojännitteestä RMS-keskiarvostamalla. Sinimuotoisen vaihtojännitteen tehollisarvo on jännitteen huippuarvo jaettuna kahden neliöjuurella. Energiatekniikka
Energiatehokkuudella viitataan energian hyödyntämisen tehokkuuteen, jolloin hyötysuhteiden lisäksi otetaan huomioon haluttuun vaikutukseen pääsemiseksi käytetty sekundäärienergian määrä. Käytännön esimerkki: Energiatehokas on auto, jolla saadaan suuri määrä tavaraa tai ihmisiä kuljetettua pienellä primäärienergian käytöllä. Auton propulsiojärjestelmän hyvä hyötysuhde auttaa tämän päämäärän toteuttamisessa, mutta ei kuitenkaan yksistään ratkaise sitä. Auton liikkumiselle ei voida mielekkäällä tavalla määrittää hyötysuhdetta, koska konservatiivisessa kentässä liikkumiseen (kun yleensä palataan samalle potentiaalitasolle) tarvittava energia on periaatteessa nolla. Sama koskee mm. talojen lämmitystä, sillä ihannetapauksessa talo on eristetty niin, että sitä ei tarvitse lämmittää. Carnot’n kierto
Carnot’n voimakoneen hyötysuhde määritellään yhtälöllä Eksergia
Eksergiaa ovat kokonaan liike-energia, potentiaalienergia ja sähköinen energia sekä magneettinen energia. Sisäenergiasta voidaan muuttaa mekaaniseksi energiaksi, eli eksergiaksi, vain Carnot'n koneen hyötysuhteen määrittelemä osuus. Solow’n kasvumalli
Ensimmäinen termi formula_30 on investointi efektiivistä työpanosta kohden. Toinen termi formula_31 on "tasapainoinvestointi" (efektiivistä työpanosta kohden), joka riittää pitämään pääomaintensiteetin formula_28 vakiona.
Yhtälöstä seuraa, että pääomaintensiteetti formula_33 suppenee tasapainoarvoon formula_34, joka määrittyy yhtälöstä formula_35 (eli formula_36): Kilowatti
DIN- ja SAE net -tehomittauksessa kaikki moottorin lisälaitteet ovat mukana, kun taas eräissä vanhemmissa tehonormeissa osa moottorin lisälaitteista on jätetty tehomittauksessa pois teholukeman liioittelemiseksi. Näitä liioittelevia tehonormeja ovat SAE-brutto- ("SAE gross horsepower"), japanilainen JIS- ja italialainen CUNA. Niiden normien mukaan ilmoitetut teholukemat ovat DIN-normia suurempia, mutta SAE-brutto-, JIS- ja CUNA-teholukemat eivät vastaa moottorin tuottamaa todellista tehoa. Talbot-Lago T26C
Valitettavasti Anthony Lagon oletus, että tähtitieteellisen kalliille ja etenkin Ranskassa 4,5-litraisen moottorinsa takia ankarasti verotetuille urheiluautoille olisi laajempaa kysyntää, osoittautui erehdykseksi: ostajakunta koostui varakkaista henkilöistä, jotka käyttivät elegantteja Grand Sport:ejaan niin arkiajoihin kuin satunnaisiin mäki- tai ratakilpailuihin sekä ralleihin, mutta markkina oli odotettua pienempi. Dilemmaksi muodostui kilpa-auton tekniikka lyhyellä alustalla: erinäiset kevyet T26 GS:t osoittautuivat toki hyvinkin menestyksekkäiksi kilpailuissa, mutta samalla lyhyt akseliväli vaikeutti esteettisesti kauniiden korien valmistamista arkipainoitteiseen käyttöön. Lago vastasi tähän ongelmaan pidennetyllä akselivälillä, mutta liian myöhään, sillä tällä välin saataville oli tullut kilpailevia vaihtoehtoja modernilla, sodan jälkeisellä tekniikalla. Hetken aikaa nopeimman sarjatuotantoauton titteliä kantanut Grand Sport-malli on nähtävissä erääksi viimeisistä kalliista, ostajansa maun mukaiseksi räätälöidyistä, käsin valmistetuista urheilullisista loistoautoista - tuulahdus aikakaudelta, joka oli sodanjälkeisessä Euroopassa jo peruuttamattomasti ohi. Cartier (yritys)
Vuonna 1907 Cartier solmi sopimuksen kellokoneistojen toimittamisesta Edmond Jaegerin kanssa. Tässä vaiheessa Cartier’lla oli Pariisin lisäksi myymälät myös Lontoossa, New Yorkissa ja Pietarissa, ja siitä oli hyvää vauhtia tulossa yksi menestyksekkäimmistä kellonvalmistajista. Vuonna 1912 esiteltiin yhä tuotannossa olevat mallit "Baignoire" ja "Tortue", ja ensimmäisen maailmansodan panssarivaunuista innoituksensa saanut "Tank"-malli oli vuorossa 1917. Martini
Ennen F1:een siirtymistä Tico Martinin autot olivat menestyneet hyvin. Kuninkuusluokka osoittautui kuitenkin haastavaksi eikä Martini saavuttanut toivottua tulosta. René Arnoux osallistui tallin autolla seitsemään osakilpailuun, joista parhaaksi saavutukseksi jäi yhdeksäs sija Belgian ja Itävallan GP:sta. Aviation Traders ATL-90 Accountant
DC-3 oli hyvin menestyksekäs lentokone: toisen maailmansodan loppuun mennessä sitä oli valmistettu yli 20 000 kappaletta. Niinpä tyypin hankintahinnat olivat alhaisia ja varaosia oli laajasti saatavilla. Niiden korvaajiksi tarkoitettujen konetyyppien tuli siis olla huomattavasti parempia, jotta lentoyhtiöt kiinnostuisivat niistä hintaerosta huolimatta. Accountantin oli tarkoitus saavuttaa etulyöntiasema jännitystekniikan tuomalla keveydellä ja suurella kapasiteetilla. Toinen etu oli se, että toisin kuin mäntämoottorikäyttöisessä DC-3:ssa, Accountantin voimanlähteinä oli Rolls-Royce Dart -potkuriturbiinimoottorit. Laskentatoimen historia
Taylor ja hänen aikalaisensa olivat kiinnostuneempia prosessien tehokkuudesta kuin koko organisaation suorituksesta. Samaan aikaan kehitettiin yrityksissä tapa arvioida koko yrityksen kannattavuutta. Erityisesti haluttiin kehittää menetelmä, jonka avulla voitaisiin laskea, miten kokonaisuuden kannattavuus syntyy sen osista. Ideaalinen tavoite oli, että kokonaiskannattavuus voitaisiin selittää tuotteiden kannattavuuden avulla, kunhan vain riittävä informaatio tuotteiden kannattavuudesta olisi olemassa. Tämä ajattelu johtaa täyskatteelliseen laskentaan ja yleiskustannusten jakamiseen tuotteille. Yleiskustannukset oli tähän asti kokonaan jätetty tuotelaskelmien ulkopuolelle. Neliöllinen keskiarvo
Sähkötekniikassa tehoja laskettaessa, kun käytössä on vaihtojännite (yhtä hyvin käytössä voisi olla myös vaihtovirta), halutaan yleensä huippujännitteen sijaan tietää vaihtojännitteen tehollisarvo. Näin siksi, koska vaihtojännite, joka ilmaistaan tehollisarvonsa avulla antaa kuormaan saman tehon kuin vastaavan suuruinen tasajännite. Tehollisarvo lasketaan vaihtojännitteestä keskiarvostamalla käyttämällä RMS-keskiarvostamista. Tämän vuoksi ammattipiireissä yleensä puhutaankin RMS-arvosta tehollisarvon sijaan. Höyryturbiini
Höyryturbiinin itsensä mekaaninen hyötysuhde on jopa 0,9 - 0,96, joka tarkoittaa akselista saadun ja höyrystä otetun energian suhdetta. Jäljelle jäänyt, turbiinista poistuva höyry, sisältää usein 60 % kattilasta saadun höyryn energiasta . Jäljelle jäänyttä lauhdelämpöä voidaan edelleen käyttää lämmitykseen, vaikkapa kaukolämpöverkkoon. Näin päästään jopa 0,85:n kokonaishyötysuhteeseen. Carl Menger
Menger esitti kirjassaan "Grundsätze der Volkswirtschaftslehre" (1871) rajahyötyteorian. Täydellisen kilpailun vallitessa kauppiaat pyrkivät asettamaan hyödykkeiden hinnat niin korkeiksi, että ne kaikki menevät juuri ja juuri kaupaksi. Mengerin kuvauksen mukaan tyydyttämättömien tarpeiden rajahyödyt ovat tuotteiden hintaa alhaisemmat, mutta myytyjen tuotteiden rajahyödyt olivat hintaa korkeammat, koska muutenhan ne eivät olisi menneet kaupaksi. Mikäli tämä hinta ylittää tuotantokustannukset, se kannustaa tuottamaan lisää tuotteita. Tällöin seuraa tarjonnan lisääntymistä, joka pakottaa asiakkaista kilpailevat kauppiaat laskemaan hintoja, jotta myyjät saisivat kaikki tuotteensa kaupaksi. Lopulta hinta putoaa lopulta lähes tuotanto- ja jakelukustannusten tasolle. Hyötysuhde
formula_3, Vastavuoroinen altruismi
Vastavuoroinen altruismi liittyy läheisesti peliteoriaan ja erityisesti vangin dilemmaan. Vangin dilemmassa molemmat vuorovaikutuksessa olevat hyötyvät yhteensä eniten, jos käyttäytyvät yhteistyöhakuisesti, mutta huijaamalla yksilö saa hyödyn itselleen vahingoittaen toista. Huonoimmassa tapauksessa molemmat huijaavat ja kärsivät vähän. Hyväntahtoinen silmä silmästä -strategia on todettu muun muassa tietokoneanalyysillä menestyvimmäksi yleisesti. Strategiassa yksilö toimii ensin yhteistyöhakuisesti, mutta vastaa vastapelurin pettämiseen petoksella ja yhteistyöhön yhteistyöllä. Tämä vastaa vastavuoroista altruismia ja tuloksien on katsottu tukevan teoriaa vastavuoroisen altruismin kehittymisestä ja osoittavan, kuinka useammat kohtaamiset yksilöiden välillä voivat johtaa sellaiseen evoluutioon, johon yksittäisen kohtaamiset eivät voisi johtaa. TorqueFlite
A404-vaihteistosta kehitettiin vahvempi A413 (myöhemmin 31TH), joka esiteltiin vuonna 1981. Tätä vaihteistoa käytettiin Chryslerin K-koristen autojen 2,2 ja 2,5-litraisten moottorien kanssa. Vaihteisto oli saatavana lukkoturbiinilla tai ilman. Tämä vaihteisto löytyy myös vuosien 1995 - 2001 Chrysler Neonista. Caproni Ca.135
Konetyypin enimmäisnopeus oli 440 km/h. Sen kantama oli kevyellä (550 kg) pommilastilla noin 2 000 km. Puolustusaseistuksessa olivat 3 × 12,7 mm:n konekiväärit. Enimmäispommikuorma oli 1 600 kg. Piaggion (P.XI RC.40) tai Fiatin valmistamat (A.80 RC.41) tähtimoottorit olivat 1 000 hv:n tehoiset (746 kW) kukin päätyypissä P.XI. Viimeinen kehitysmuunnos konetyypistä oli varustettu Alfa Romeo 135 RC.32 "Tornado" -moottoreilla. Sen teho oli 1 400 hv (1 44 kW). Huippunopeus oli 480 km/h. Grammen kone
Grammen kone, Grammen kehä, Grammen magneetto, tai Grammen dynamo on ensimmäinen teollisuudessa laajemmin käytetty tasavirtageneraattori, joka on nimetty belgialaisen keksijänsä Zénobe Grammen mukaan. Grammen kone voi toimia sekä tasavirtaa kehittävänä generaattorina että sähkömoottorina.
Michael Faradayn esiteltyä sähköilmiöitä koskevat lakinsa sähkögeneraattoreiden kehitystä tehtiin monella taholla. Tulokset olivat hyötysuhteen osalta niin heikkoja, että taloudellista toimintaa ei juuri syntynyt. Vuonna 1860 A. Pacinott esitteli rengasankkurin, jota Gramme sitten paransi. Kilowatti
Autojen tehonormina käytetään yleisesti Euroopassa DIN-normia ja Yhdysvalloissa SAE net -normia. Nämä vastaavat toisiaan ja ilmaisevat moottorin tuottaman todellisen tehon. Tuuliturbiini
Tuuliturbiinin suurin teoriassa mahdollinen hyötysuhde on 16/27 (eli noin 59,3 %), kuten Albert Betzin vuonna 1919 muotoilema Betzin laki osoittaa. Eksergia
Lämpövoimaprosessin hyötysuhteen yläräjan määritys on ensimmäinen moderni termodynamiikan toisen pääsäännön muotoilu. Koska siihen ei liity matematiikkaa, sitä käytetään yhä esiteltäessä toista pääsääntöä ja entropiaa. Carnot'n lämpövoimakoneisiin, tasapainoon ja lämpölähteisiin sekä -nieluihin keskittyvä esitys on hyvä johdanto myös asiaan läheisesti liittyvään eksergian käsitteeseen. Tekniikka
Uusia koneita rakennetaan tyypillisesti koekappaleiden avulla ja seuraava pyritään tekemään tehokkaammaksi ja taloudellisemmaksi edellisestä saatujen tulosten mukaan. Koneiden ja rakenteiden äärirajoille viedystä mitoitusten optimoinnista on tekniikan historiassa useita esimerkkejä, kuten teräksiset riippusillat (esimerkiksi Tacoma Narrows) 1900-luvun alkupuolella. Nämä rakennettiin lopulta niin pitkiksi ja keveiksi, että kovassa tuulessa tultiin niiden ominaisvärähtelytaajuudelle, jolloin siltaan kohdistui huomattavasti laskettua suurempia kuormituspiikkejä ja siltoja sortui. Toinen tunnettu esimerkki on höyrykattila, jonka painetta haluttiin nostaa höyrykoneiden tehon parantamiseksi. Tämä johti varsinkin koko 1800-luvun ajan toistuvasti tuhoisiin räjähdysonnettomuuksiin. Tekninen osaaminen kasvaa kaikkien tällaistenkin vastoinkäymisten kautta ja seuraavalla kerralla otetaan mitoituksissa huomioon saadut kokemukset. Teknisen tietämyksen kasvaessa ja tietokonesimulaation avulla voidaan nykyään yhä paremmin laskea ja ennustaa rakenteiden kestävyyttä ja koneiden toimintaa jo suunnitteluvaiheessa. Eksergia
Vuonna 1824 Sadi Carnot tutki mm. James Wattin tekemiä höyrykoneen parannuksia. Carnot sovelsi teoreettista lähestymistapaa ja löysi uusia ideoita. Hän halusi selvittää, onko lämpövoimakoneen hyötysuhteelle olemassa fysikaalista ylärajaa (pienempi kuin 1). Tätä varten hänen oli kehitettävä todellisesta konekonstruktiosta riippumaton konstruktio. Hän käytti käsitteitä A ja B. Nämä ovat kaksi vakiolämpötilassa olevaan järjestelmää siten, että A:n lämpötila on korkeampi kuin B:n. A:sta voidaan ottaa ja B:hen voidaan lisätä lämpöä ilman, että niiden lämpötila muuttuu. Taloudellinen toiminta
Välineiden ominaisuuksia voi tarkastella aivan yleisesti, niiden käyttötarkoituksesta, käyttämisen tekniikasta, tuottamisen tekniikasta ja olemuksesta (aineellinen/aineeton) riippumatta. Tällaista välineiden yleisten ominaisuuksien tarkastelua kutsutaan yleiseksi välineteoriaksi (Ahlman 1920) tai hyödyketeoriaksi. Yleisestä välineteoriasta voidaan edetä alakohtaisiin tarkasteluihin nimeämällä välineet ja niiden käyttötarkoitukset. Välineteoria on teoria välineiden yleisistä ominaisuuksista, välineiden synnystä, leviämisestä, käytöstä ja hylkäämisestä, niiden laadusta ja määrästä, ja ennen kaikkea niiden kyvystä tuottaa lisäarvoa käyttäjälleen. Välineitä ovat kaikki ihmisen tekemät ja käyttöönottamat, aineelliset ja aineettomat asiat, esineet ja keinot tarpeiden tyydyttämiseksi. Välineteorian keskeiset käsitteet ovat laatu ja lisäarvo. Niin kauan kuin ihminen on valmistanut käyttöönsä välineitä, yhtä kauan on hän parannellut niiden laatua, jotta ne tuottaisivat käyttäjälleen suuremman lisäarvon. Ulkoisvaikutus
Päästökauppa voidaan osoittaa Pigoun veroa tehokkaammaksi sääntelyn keinoksi kahden ehdon vallitessa: (1) päästön aiheuttamisesta saadun hyödyn taso vaihtelee eri tuottajien kesken ja (2) päästöjen marginaalihaitta kärsijälle kasvaa jyrkemmin kuin päästön aiheuttamisen marginaalihyöty tuottajalle. Pigoun veron voidaan vastaavasti osoittaa olevan tehokkaampi kun marginaalihaitta kasvaa marginaalihyötyä loivemmin. Myös hybridijärjestelmä voi olla tehokkain ratkaisu silloin kun marginaalihyöty on tuntematon säätelijälle: päästökauppa yhdistettynä rangaistusmaksuun kiintiön ylittyessä ja palkkioon kiintiön alittuessa. Näin on siksi, että saastuttajalla on kannustin liioitella marginaalihyötyään Pigoun veron ja vähätellä päästökaupan vallitessa olettaen, että tietoa käytetään teorian mukaiseen kiintiön tai veron suuruuden määräämiseen. Efektiivinen korko
i = kassatapahtuman ajankohta Auto
Ottomoottorin terminen hyötysuhde on tyypillisesti noin 10–25 prosenttia, mutta voi olla teoriassa merkittävästi korkeampikin. Moottorin puristussuhde on keskeinen tekijä hyötysuhteessa. Hybridiautossa ottomoottori yltää dieselmoottorin tasolle. Dieselmoottorilla saadaan aikaan noin 40 prosentin hyötysuhde, pienemmät hiilidioksidien, mutta suuremmat typpioksidien päästöt suhteessa vastaavaan ottomoottoriautoon. Extra Flugzeugbau
Taitolentokoneet Korkolaskenta
Taulukko osoittaa, kuinka suureksi 100 euron pääoma kasvaa 1 – 20 vuoden kuluessa eri vuosikorkoprosenteilla, kun vuosittain kertyneet korot pääomitetaan kasvamaan korkoa korolle.
Laskettaessa talletukselle korkoa korolle yhä pienemmissä erissä koron pysyessä vakiona, lähestyy maksettu summa raja-arvoa. Jos korkoprosentti yhdelle erälle on "p", erien määrä vuodessa "n", alkupääoma "k", saadaan tilille kertyneen rahan määrä ajan (vuosissa) funktiona formula_8:
mikä voidaanNeperin luvun ominaisuuksien avulla sieventää muotoon:
Näin laskettua korkoa sanotaan jatkuvaksi koroksi, ja kaavoissa esiintyvää erän korkoa formula_11korkointensiteetiksi. Efektiivinen vuosikorko "K" voidaan laskea korkointensiteetistä formula_11 kaavalla
Jatkuvan koron etu verrattuna edellisiin malleihin on se, että korko voidaan laskea helposti mille talletusajalle "t" tahansa. Krasnoje znamja
Suunnitelluista nelikerroksista tehdasosastoista toteutui vain pitkänomainen teräsbetonirunkoinen päärakennus. Suuria lasipinta-aloja erottava punatiilivuoraus, välikattojen vaaleat juovat ja pihalle työntyvät ulokkeet korostavat sen säännöllistä rytmiä. Pihan kattoikkunoilla varustetut paljasrakenteiset valkaisu- ja värjäysosastot jäivät vaille suunniteltuja ilmeikkäitä tuuletustorneja. Alkuperäisestä projektista toteutui parhaiten vuosina 1926–1928 rakennettu massiivinen voimalaitos. Sen pyöristetty ekspressiivinen siluetti hallitsee kadunkulmaa. Mendelsohn vertasi sitä ”laivaan, joka vetää perässään koko tuotantolaitosta”. Boltzmannin vakio
Klassisen ekvipartitioteoreeman mukaan termisessä tasapainossa olevan termodynaamisen järjestelmän keskimääräinen energia vapausastetta kohti on "½kT", missä "T" on lämpötila. Ideaalikaasun hiukkasilla on kolme vapausastetta, joten ideaalikaasun keskimääräinen energia hiukkasta kohti on "3/2kT". Fiat Fiorino
Vuonna 2010 testattu Citroën Nemo sai Euro NCAP -kolaritestistä tulokseksi kolme tähteä viidestä.Bensiinimoottori on PSA:n valmistama kahdeksanventtiilinen 1,4-litrainen (72 hv). Dieselvaihtoehto on Fiatin 1,3 Multijet (75/95 hv). Vain Quboon on saatavana myös kahdeksanventtiilinen 1,4-litrainen FIRE (68 hv), joka toimii bensiinin lisäksi myös maakaasulla. Viisivaihteisen manuaalivaihteiston lisäksi dieselin yhteyteen on saatavissa kuusiportainen "Comfort-Matic"-robottivaihteisto. Opel Kadett
Kadett 1.8 GSi voitti Tekniikan Maailman 5/1985 kuuden GTI-auton vertailun. GSi:n vahvoja puolia olivat istuimet ja ajo-ominaisuudet: kaarreajossa Kadett pysyy hyvin ajolinjalla ja Kadett GSi saavutti vertailun nopeimman kierrosajan kilparadalla. Kadett GSi:ssä ajotietokone oli vakiovarusteena. Mittaristo on digitaalinen. 1796 cm³ rivimoottorin suurin teho on 85 kW /5800 r/min (115 hv, DIN) ja suurin vääntömomentti 151 Nm /4800 r/min. Vaihteita on viisi. Valmistajan mukaan 1.8 GSi kiihtyy 0-100 km/t 9,0 sekunnissa ja huippunopeus on 203 km/t. Korimallin ilmanvastuskerroin on alhainen, 0,30. Opel Kadett 1.8 GSi maksoi Suomessa vuonna 1985 97 900 markkaa. Peliteoria
Ensimmäinen tunnetun peliteoreettisen keskustelun kävi James Waldegrave vuonna 1713 kirjoittamassaan kirjeessä. Siinä Waldegrave esittää minmax-sekastrategiaratkaisun kahden pelaajan versioon le Her -korttipelistä. Varsinaisen yleisen peliteoreettisen analyysin esitti kuitenkin Augustin Cournot vuonna 1838 teoksessaan "Recherches sur les principes mathématiques de la théorie des richesses" (). Cournot tarkasteli teoksessa duopolia ja esittää ratkaisun, joka on rajoitettu versio Nash-tasapainosta. Eksergia
Carnot kuvasi sen, mitä nykyisin kutsutaan Carnot-prosessiksi, ja todisti ajatuskokeella, että mikä tahansa lämpövoimaprosessi, joka toimii tätä paremmin, on ikiliikkuja. 1820-luvulla ikiliikkuja oli jo todettu silloisen tietämyksen mukaan mahdottomaksi. Polttomoottorivoimalaitos
Pelkkää sähkötehoa tuottavien voimalaitosten hyötysuhde jää noin 40 % tasolle. Jos moottorin tuottamaa lämpöä voidaan käyttää hyödyksi, kokonaishyötysuhde saadaan nostettua noin 90 % tasolle. Hiivavierre
Barbet-kojeisto pystyi tunnissa polttamaan 12 000 litraa hiivavierrettä 96-prosenttiseksi väkiviinaksi ja sen avulla pystyttiin erottamaan etu- ja jälkitipat sekä sikunaöljy kahtena eri fraktiona. Hienospriituotanto oli korkea ja höyrynkulutus äärimmäisen kohtuullinen. Laite on valmistettu ajan tavan mukaan kuparista. Terminen diffuusiokerroin
formula_1 Utilitarismi
Benthamin utilitarismin taustalla oli halu tieteellistää moraaliajattelua laskennalliseksi mielihyvän laskemiseksi. Benthamin laskennassa kaikki mielihyvät ja tuskat ovat laadullisesti samanlaisia. Laskennassa on otettava huomioon mielihyvien ja -pahojen määrälliset ominaisuudet, jotka ovat Benthamin mukaan kokemuksen voimakkuus, kesto, varmuus (arvio siitä), ajallinen läheisyys, hedelmällisyys (eli kyky tuottaa uusia mielihyvän kokemuksia jatkossa), puhtaus (kokemuksen kyky olla tuottamatta vastakkaisia kokemuksia) sekä kokijoiden määrä. Bentham ei itse pitänyt välttämättä kovin tärkeänä matemaattisen tarkkaa hyödyn laskemista, vaan hän piti kalkyyliä ihanteena, jota tuli lähestyä järkevyyden rajoissa. Useat kommentaattorit ovat kuitenkin ymmärtäneet Benthamin kalkyylin tarkan matemaattisesti sovellettavana. Aidon kehityksen mittari
+ Maanteiden tuottama hyöty Rajamäen tehtaat
Teknon menestys ei koskaan ollut oikein hyvä; tehtaiden kirjanpidon mukaan teknokemian tuotteista vain omaan jalustalliseen purkkiinsa pakattu kiinteä polttoalkoholi Termo oli menestystuote; erityisesti suojeluskuntalaiset ostivat sitä, koska tuote kelpasi sellaisenaan keittimeksi maastoharjoituksissa. Sen sijaan kosmetiikkatuotanto oli pääasiassa tappiollista. Jääkaappi
Ennen toista maailmansotaa jääkaapin koneisto sijaitsi kaapin päällä, ja senaikaisten moottorien hyötysuhde oli lähes 90 %. Vuonna 1984 moottorien hyötysuhde oli enää 60 %, kun moottori oli siirtynyt kaapin alapuolelle. Kun moottorin tuottama lämpö nousi ylös, sen oli tehtävä työtä poistaakseen itse tuottamaansa lämpöä. Tähän kului jopa puolet käytetystä energiasta. Cauchy-jakauma
Pelkän "x":n ratkaiseminen edellyttää 2"n"-1:nnen asteen polynomiyhtälön ratkaisemista, ja pelkän γn ratkaiseminen "n":nnen asteen polynomiyhtälön ratkaisemista (ensin γ:n, sitten "x":n). Siksi yleensä onkin käytettävä tietokoneella suoritettavia numeerisen analyysin menetelmiä, olipa tarkoituksena ratkaista molemmat parametrit tai vain toinen niistä. Suurimman uskottavuuden estimoinnin etuna on asymptoottinen tehokkuus; "x":n estimointi otoksen mediaanin avulla on vain 81-prosenttisesti niin tehokas kuin sen estimointi suurimman uskottavuuden menetelmällä. Katkaistun otoskeskiarvon menetelmä 24 prosentin järjestystilastolla on asymptoottisesti noin 88-prosenttisesti niin tehokas kuin "x":n estimointi suurimman uskottavuuden menetelmällä. Menetelmiä voidaan myös yhdistää etsimällä keskimmäisten 24 prosentin järjestystilastolla "x" jokin alustava likiarvo, jota sitten parannetaan suurimman uskottavuuden estimaattoreilla soveltamalla Newtonin menetelmää. Kaasuturbiini
formula_16 = turbiinin polytrooppihyötysuhde Neuvostoliiton talousongelmat
Suunnittelijoilla oli myös ongelma tulosten mittaamisen kanssa. Vaikka tuotantokiintiöiden ylitykset palkittiin sekä tehtaiden että työntekijöiden tasolla, piti tuloksia pystyä mittaamaan tavalla tai toisella. Sopivien mittareiden kehittäminen osoittautui yhdeksi suurimmiksi ongelmiksi suunnitelmataloudessa, eikä sitä pystytty ratkaisemaan tyydyttävästi koko Neuvostoliiton olemassaolon aikana. Esimerkiksi öljynetsinnässä tuloksia mitattiin metreinä porattua reikää: sen seurauksena Neuvostoliiton öljynporauskalustolla porattiin runsaasti syviä, suhteellisen vähän tuottavia öljylähteitä, sen sijaan että olisi keskitytty vain lupaavimpiin esiintymiin. Tuotantovaiheessa mitattiin vuosituotantoa, eikä öljylähteen koko eliniän tuotantoa. Tämän vuoksi öljyntuotantolaitokset alkoivat pumpata vettä öljyesiintymiin näin kasvattaen hetkellisesti tuotantomääriä, mutta heikentäen esiintymän kokonaistuotantoa. Lopputuloksena vuoteen 1980 mennessä neuvostoliittolaisista lähteistä pumpattu raakaöljy sisälsi keskimäärin puolet vettä. Metalliteollisuudessa mitattiin tuotantotonneja, minkä seurauksena koneisiin käytettiin tarpeettoman järeitä osia. Nikita Hruštšovin kerrotaan voihkaisseen "Raskas konepajateollisuutemme tuottaa maailman raskaimmat koneet". Eräs moskovalainen kynttelikkötehdas taas rupesi tuottamaan jatkuvasti raskaampia kynttelikköjä, kunnes ne alkoivat repiä painollaan kattoja rikki. Vaateteollisuudessa eräs käytetty mittari oli vaatekappaleiden määrä. Kun muuan villavaatetehdas määrättiin tuottamaan 80 000 lakkia ja villapaitaa, se tuotti vain lakkeja, koska ne olivat pienempiä ja siten halvempia ja nopeampia valmistaa. North American F-86 Sabre
Päivähävittäjänä Sabre taisteli Koreassa kolmena mallina, A, E ja F. Sodan aikana Sabret pudottivat Neuvostoliiton MiG-15 koneita noin suhteessa 2:1. Sodan päättyessä laskettiin voittosuhteen olleen jopa 10:1. 76 taistelutoimissa menetettyä Sabrea vastasi jopa 792 menetettyä MiG-15:ttä. Sodan aikaiset kokonaistappiot, mukaan lukien lento-onnettomuudet olivat 103 menetettyä tämän tyypin sotilaskonetta. Pegaso
Brittiläinen Daimler Company tuli samaan segmenttiin hieman myöhemmin mallillaan Dart/SP250 (1959-1964), jossa oli kuuluisan mp-moottoreiden suunnittelija Edward Turnerin luoma 2,5-litrainen V8-moottori (moottoriperheeseen kuului myös 4,5-litrainen versio loistoautoon DR450 Majestic Major). Lasikuitukorilla varustetun SP250:n muotoilu jakoi mielipiteitä, ja epävirallisesti se kuuluukin valitun ensiesittelyssään vuoden 1959 New Yorkin autonäyttelyn rumimmaksi uutuudeksi. Tuotanto loppui 2 654 kappaleen jälkeen vuonna 1964, joskin pieni V8-moottori menestyi "Jaguar Mark 2"-malliin pohjautuvissa Daimlerin sedan-malleissa "2½-litre V8" (1962-1967) ja "V8-250" (1967-1969) erinomaisesti: ne olivat valmistusmäärältään yhtiön menestyksekkäimmät mallit. Carnot’n kierto
Carnot’n kierto on ranskalaisen insinöörin Sadi Carnot’n vuonna 1824 keksimä idealisaatio lämpövoimakoneesta, jonka hyötysuhde on mahdollisimman suuri. Neuvostoliiton talous
Suunnittelijoilla oli myös ongelma tulosten mittaamisen kanssa. Vaikka tuotantokiintiöiden ylitykset palkittiin sekä tehtaiden että työntekijöiden tasolla, piti tuloksia pystyä mittaamaan tavalla tai toisella. Sopivien mittareiden kehittäminen osoittautui yhdeksi suurimmiksi ongelmiksi suunnitelmataloudessa, eikä sitä pystytty ratkaisemaan tyydyttävästi koko Neuvostoliiton olemassaolon aikana. Esimerkiksi öljynetsinnässä tuloksia mitattiin metreinä porattua reikää: sen seurauksena Neuvostoliiton öljynporauskalustolla porattiin runsaasti syviä, suhteellisen vähän tuottavia öljylähteitä, sen sijaan että olisi keskitytty vain lupaavimpiin esiintymiin. Tuotantovaiheessa mitattiin vuosituotantoa, eikä öljylähteen koko eliniän tuotantoa. Tämän vuoksi öljyntuotantolaitokset alkoivat pumpata vettä öljyesiintymiin näin kasvattaen hetkellisesti tuotantomääriä, mutta heikentäen esiintymän kokonaistuotantoa. Lopputuloksena vuoteen 1980 mennessä neuvostoliittolaisista lähteistä pumpattu raakaöljy sisälsi keskimäärin puolet vettä. Metalliteollisuudessa mitattiin tuotantotonneja, minkä seurauksena koneisiin käytettiin tarpeettoman järeitä osia. Nikita Hruštšovin kerrotaan voihkaisseen "Raskas konepajateollisuutemme tuottaa maailman raskaimmat koneet". Eräs moskovalainen kynttelikkötehdas taas rupesi tuottamaan jatkuvasti raskaampia kynttelikköjä, kunnes ne alkoivat repiä painollaan kattoja rikki. Vaateteollisuudessa eräs käytetty mittari oli vaatekappaleiden määrä. Kun muuan villavaatetehdas määrättiin tuottamaan 80 000 lakkia ja villapaitaa, se tuotti vain lakkeja, koska ne olivat pienempiä ja siten halvempia ja nopeampia valmistaa. Nestekytkin
Nestekytkimellä saavutettava paras hyötysuhde, ilman turbiinin lukitusta, on 94 %. Toisin sanoen, jokaista ensiöpyörän sataa kierrosta kohden toisiopyörä pyörähtää akselinsa ympäri 94 kertaa. Kuten on laita muidenkin hydrodynamiikkaan perustuvien laitteiden kohdalla, niiden voimansiirtokyky kasvaa yksikön koon kasvaessa. Dieselveturin nestekytkin liikuutta monituhatkertaisia massoja traktorin nestekytkimeen verrattuna. Ilmalämpöpumppu
Lämpö- tai kylmäkerrointa nimitetään toisinaan myös virheellisesti hyötysuhteeksi. Toisin kuin lämpövoimakoneen hyötysuhde, tämä kerroin on kuitenkin yleensä arvoltaan suurempi kuin 1. Sadi Carnot osoitti teoreettisesti, että lämmityskäytössä olevan lämpöpumpun lämpökerroin voi olla enintään Lazare Carnot
Carnot valittiin lokakuussa 1795 uuteen parlamenttiin, viidensadan neuvostoon, ja nimitettiin sen ylähuoneeseen eli vanhojen neuvostoon. Marraskuussa hänestä tuli uuden viisihenkisen direktoriohallituksen jäsen, kun Emmanuel-Joseph Sieyès kieltäytyi hänelle tarjotusta paikasta. Carnot oli direktorion puheenjohtajana 30. huhtikuuta – 29. heinäkuuta 1796 sekä uudelleen 26. toukokuuta – 24. elokuuta 1797. Hänellä oli keskeinen rooli äärivasemmistolaisen François-Noël Babeufin ja tämän johtaman yhdenvertaisten salaliiton nujertamisessa. Carnot ajautui kuitenkin jatkuvasti erimielisyyksiin kahden muun direktorin, Paul de Barrasin ja Jean-François Rewbellin kanssa. Carnot omaksui entistä konservatiivisemman poliittisen linjan ja suhtautui myötämielisesti rojalistien kevään 1797 parlamenttivaaleissa saavuttamaan enemmistöön. Barras tukijoineen syöksi Carnot’n vallasta syyskuussa 1797 tasavallan suojelemiseksi tarkoitetun fructidorin vallankaappauksen yhteydessä. Hänet määrättiin vangittavaksi, mutta hän onnistui piiloutumaan. Hänet tuomittiin poissaolevana maanpakoon ja erotettiin direktoriosta 5. syyskuuta. Hän pakeni rajan yli Sveitsiin ja asettui myöhemmin Nürnbergiin Saksaan. Laskuperustekorko
Tuottoprosenttimalli Lämpövoimakone
Termodynaamisesti lämpövoimakone on termodynaaminen systeemi, joka muuttaa lämpöä mekaaniseksi työksi hyödyntäen lämpölähteen ja ympäristön lämpötilaeroa. Lämpö siirtyy lämmönsiirtäjän kautta moottorin työtilan kautta ympäristöön, jolloin osa lämmöstä saadaan muutettua mekaaniseksi työksi väliaineen, yleensä kaasun tai nesteen avulla. Lämpövoimakoneelle määritetään terminen hyötysuhde. Verrannollisuus
Esimerkiksi kalastajatroolarin moottorin tehontarve "P" on kuutioon verrannollinen veneen saavuttamaan huippunopeuteen "v". Verrannollisuuskerroin "k" on esimerkiksi formula_41, kun riippuvuus kirjoitetaan yhtälönä formula_42. Matemaattinen optimointi
Yleiselle rajoitetulle tehtävälle voidaan johtaa Karush-Kuhn-Tuckerin välttämättömät optimaalisuusehdot (välttämättömät KKT-ehdot), ja hieman yleisemmät Fritz Johnin välttämättömät optimaalisuusehdot (välttämättömät FJ-ehdot). Carnot’n kierto
Kun lämpövoimakoneen hyötysuhde halutaan maksimoida, on sen toiminnan vaiheiden oltava reversiibeleitä, eli sellaisia, jotka voivat kulkea myös päinvastaiseen suuntaan. Lisäksi kierto ei saa lisätä entropiaa. Todellisuudessa lämpövoimakoneet eivät noudata näitä ideaalisen kierron "sääntöjä". Karvosen kaava
Karvosen kaava on kaava, jonka avulla voidaan laskea tavoitesyke lyönteinä minuutissa fyysistä harjoittelua varten silloin kun tavoitesyke tunnetaan prosentteina sykereservistä. Karvosen kaava voidaan esittää seuraavasti :
formula_1
formula_2
formula_3formula_4 = Tavoiteltu prosentuaalinen sykereservin käyttö
Kaavassa maksimisyke voidaan arvioida vähentämällä 220:stä ikä. Sykereservi lasketaan vähentämällä laskennallisesta maksimisykkeestä leposyke. Jos esimerkiksi henkilön ikä on 19 vuotta, tällöin kaavan mukaan arvioitu maksimisyke on 201 lyöntiä minuutissa. Jos henkilön leposyke on 50 lyöntiä minuutissa ja tavoiteltu syketaso on 70 % sykereservistä, saadaan harjoituksen tavoitesyke laskettua seuraavasti: Differenssikone
Differenssikoneen ideana on numeerisen analyysin menetelmillä pelkistää likiarvojen laskenta vain yhteen- ja vähennyslaskuun, jotka voidaan toteuttaa yksinkertaisilla mekaanisilla ratkaisuilla. Babbagen differenssikoneessa käytettiin Isaac Newtonin esittämää jaettujen erotusten laskentakaavaa, minkä avulla laskennasta tuli "numeronmurskausta" eli kone toisti laskentaa tuottaen yhä tarkempia desimaaleja, kunnes koneen muistin rajat tulivat vastaan. Differenssikone 2 pystyi tallentamaan kahdeksan 31-numeroista lukua. Koneen tarkoitus oli tuottaa painolaattoja logaritmi- ja navigointitaulukoille, koska käsin laskettuna näissä oli virheitä. Babbage kerrotaan sanoneen, että toivottavasti nämä laskut olisi tehty höyryn avulla. Savonius-roottori
Savonius-roottori on suomalaisen Sigurd Savoniuksen 1920-luvulla kehittämä pystyakselinen tuuliturbiini, jonka rakennetta kuvaa parhaiten ilmaisu kahdesta lomittain asennetusta tynnyrinpuolikkaasta. Turbiinin poikkileikkaus on katkenneen ja hivenen lomitetun S-kirjaimen muotoinen.
Turbiinin etuja ovat yksinkertainen rakenne ja riippumattomuus tuulen suunnasta. Savonius-roottorin hyötysuhteena pidetään yleisesti 12-15 prosenttia. Oikeilla toimenpiteillä ja mitoituksella hyötysuhde voidaan kuitenkin kaksinkertaistaa. Tehoa voidaan nostaa suppenevilla ja avartavilla tuulenohjaimilla. Huonoja puolia taas ovat roottorin asennosta riippuva käynnistysmomentti ja epätasainen pyörimisliike. Pyörimisen epätasaisuutta voidaan vähentää asentamalla kaksi roottoria päällekkäin 90° kulmaan toisiinsa nähden. Pyöriessään savonius-roottori aiheuttaa voimakkaita poikittaisvoimia, jotka rasittavat tukirakenteita ja laakereita, joten kovin suuria laitoksia siitä ei voi rakentaa. Turbiinista on tehty lukuisia muunnelmia, joista merkittävin lienee niin ikään suomalainen windside-roottori. Fiat Professional
Vuonna 1911 yhtiö aloitti ensimmäisten ”oikeiden hyötyajoneuvojen” valmistuksen. Tärkein sysäys tuotannolle tuli ensimmäisen maailmansodan tarpeista. Kyseisen ajanjakson aikana vienti muodosti erittäin huomattavan osan torinolaisen yhtiön liikevaihdosta. Armeijat olivat Fiatin parhaita asiakkaita ja pian Fiat huolehtikin Ranskan, Venäjän, Kreikan ja Britannian sotaministeriöiden kevyiden hyötyajoneuvojen toimituksista. Taiichi Ōno
Ōno aloitti työskentelyn Toyotalla vuonna 1932, valmistuttuaan Nagoyan teknillisestä opistosta. Noin kahdenkymmenen vuoden kuluttua hän alkoi soveltaa kehittämäänsä tuotantokustannusten säästömenetelmää. Ōno työskenteli aluksi päällikkönä Toyotan kokoonpanolinjalla, mutta yleni pian johtoportaaseen, kun hänen asiantuntemuksensa tunnistettiin. Ōnon Just-In-Time -metodi nosti vararikon partaalla käyneen Toyotan maailman kolmanneksi suurimmaksi autonvalmistajaksi. Ōnon menetelmän perusajatus oli, että osia valmistettiin vain tarvittava määrä ja vain sitä mukaa kuin niitä tarvittiin tuotantolinjan seuraavassa työvaiheessa. Hyötysuhde
missä formula_15 on koneesta siirretty lämpöenergia kylmään varastoon. Lämpövarastona voisi toimia esimerkiksi hiilipannu ja kylmävarastona tyypillisesti ulkoilma tai vesi. Aluksi voi vaikuttaa siltä, että tämä määritelmä ei olisi samanhenkinen kuin mekaanisen hyötykertoimen määritelmä. Jos asia kuitenkin tulkitaan siten, että kaikki lämpö, mitä ei hyödynnetä koneessa, on hukkaan heitettyä, niin huomataan, että periaate on sama. Tässä on siis otettu kantaa siihen, mikä on koneen tarkoitus, päinvastoin kuin lelukone-esimerkissä. Micro Four Thirds
Standardin merkittävä etu muihin järjestelmäkameroihin nähden on objektiivien ja usein myös kameroiden merkittävästi pienempi koko, mikä johtuu kennon koosta, joka on jonkin verran pienempi kuin yleensä harrastaja- ja puoliammattilaiskäyttöön tarkoitetuissa järjestelmäkameroissa ja pinta-alaltaan noin neljäsosa ammattilaiskäyttöön tarkoitettujen kameroiden 35 mm:n filmiä vastaavista kennoista.
Kameroiden kenno on kooltaan sama kuin aikaisemmassa Four Thirds -standardissa. Four Thirds -standardista poiketen Micro Four Thirds -kameroissa ei ole etsintä varten peiliä, ja siksi objektiivin ja kennon välinen etäisyys on em. standardia merkittävästi pienempi, vain 20 mm. Sen ansiosta Micro Four Thirds -kameroille on voitu suunnitella huomattavasti pienempiä laajakulma- ja normaaliobjektiiveja. Sadi Carnot
Insinöörit osasivat rakentaa höyrykoneita, mutta niiden toimintaperiaate ymmärrettiin huonosti. Esimerkiksi lämpö käsitettiin erikoiseksi aineeksi nimeltä kalorikki. Kirjassaan "Réflexions sur la puissance motrice du feu" vuodelta 1823 Carnot osoitti että fysiikan lait asettavat rajan minkä tahansa lämpökoneen hyötysuhteelle. Carnot’n kierto on idealisaatio lämpövoimakoneesta, jonka hyötysuhde on mahdollisimman suuri. Valmet 565
Valmet 361 D sai vuoden 1964 syksyllä seuraajakseen uudistetun 565 mallin. Mallinumero kertoi nyt teholuokan, johon kuului 52 hevosvoimaa ja mallin virallisen julkaisuvuoden 1965. Moottori säilyi edelleen kolmisylinterisenä, mutta parannusten vuoksi sitä alettiin kutsua 310 A:ksi. Tehoarvoksi tuli 52 hv SAE/2250r/min. muun muassa tuuletinta, mäntiä, suuttimia ja ruiskutuspumpun paineventtiiliä muuttamalla. Mallin suurin uudistus oli synkronoidut vaihteet. Perusvaihteiston kakkos- ja kolmosvaihteet sekä ryhmävaihde hidas-nopea olivat synkronoituja. Suomen markkinoilta ei löytynyt yhtään haastajaa, eikä teollisuudessa yleensä tunnettu muita synkronointeja kuin parin yksittäisen vaihteen välinen synkronointi. Mainosväittämässä sanottiin suoraan: "Nyt ajatte traktoria kuin autoa." Automaisuutta täydensi vakiovarusteeksi muuttunut jalkakaasu. Hyötysuhde
formula_14, Keskeinen raja-arvolause
Käsityksen normaalijakauman luonteesta eräänlaisena monen tekijän yhteisvaikutusta kuvaavana rajajakaumana esitti eräissä erikoistapauksissa jo Abraham de Moivre vuonna 1733. Keksintö oli tuolloin pitkälti aikaansa edellä, ja se lähes unohdettiin, kunnes kuuluisa ranskalainen matemaatikko Pierre-Simon Laplace palasi asiaan vuonna 1812 julkaistussa teoksessa "Théorie analytique des probabilités". Laplace kuitenkin onnistui todistamaan lauseen vain binomijakauman tapauksessa. Mutta myöskään Laplacen keksintö ei hänen omana aikanaan saanut paljonkaan huomiota. Vasta 1800-luvun lopulla keskeisen raja-arvolauseen merkitys alettiin yleisesti ymmärtää, ja vuonna 1901 venäläinen matemaatikko Aleksandr Ljapunov määritteli sen yleisin käsittein ja todisti täsmällisesti, miten se matemaattisesti toimii. Nykyisin keskeinen raja-arvolause yhdessä suurten lukujen lain kanssa muodostaa perustan koko matemaattiselle tilastotieteelle. Hyötysuhde
Yhtälöstä nähdään suoraan, että suurin mahdollinen hyötykerroin saadaan, kun formula_16 eli kaikki lämpöenergia kyetään hyödyntämään. Tämä ei ole mahdollista, koska alemman lämpövaraston lämpötila pitäisi olla 0 K (absoluuttinen nollapiste), jota ei pystytä saavuttamaan. Käytännössä terminen hyötysuhde on usein alle puolet. Messerschmitt Bf 109
Kenttämuutossarjojen myötä hyvin suureksi paisunutta G-sarjaa pyrittiin standardisoimaan ja parantamaan eräänlaisella välivaiheen mallilla, joka sai numerokseen G-14. Malli ei kuitenkaan parantanut suorituskykyä huomattavasti G-6-malliin verrattuna, eikä olennaisesti helpottanut monimutkaista R- ja U-varianttien järjestelmää. Viimeinen ja suorituskyvyltään paras G-sarjan taistelumalli oli G-10, jossa 13 mm:n konekiväärien vaatimat kuhmut moottorinsuojuksissa oli siloiteltu ilmanvastuksen pienentämiseksi. Samoja paranneltuja moottorinsuojuksia käytettiin myös suuria lentokorkeuksia varten suunnitellussa G-6/AS-mallissa joka käytti DB 605AS -moottoria, ja myöhemmässä Kurfürst-sarjassa. Negatiivinen luku
Euroopassa negatiivisuus alkoi tulla hyväksytyksi teknisenä ”temppuna” 1600-luvun jälkeen, vaikka jo 1200-luvulla Fibonacci käytti kirjassaan "Liber Abaci" negativisuutta kauppamatematiikassa tappion merkkinä. Hänen teostaan ei kuitenkaan painettu yleiseen käyttöön ja idea jäi omaksumatta. Ranskalainen Nicolas Chuquet esitteli negatiiviset eksponentit ja niiden matematiikan, mutta hänenkin kirjansa julkaisiin vasta 1800-luvulla. Gerolamo Cardano (1501–1576) esitti kirjassaan "Arts Magna" (suom. Suuri taito eli algebran säännöt, kirja I, 1545) kolmannen ja neljännen asteen yhtälöiden ratkaisumenetelmät. Hän esitti näiden yhtälöiden kaikki juuret ja huomautti, että eräät juuret olivat negatiivisia, irrationaalisia ja saattoivat sisältää negatiivisen luvun juuria (imaginaariluvut). Hyötysuhde
Tästä määritelmästä ei selviä, mitä tarkoitetaan koneen tekemällä työllä. Esimerkiksi kone, joka tuottaa 30 prosentilla siihen syötetystä energiasta lämpöä ja lopulla leluja, voidaan tulkita sataprosenttisen tehokkaaksi, jos konetta käytetään myös tehtaan lämmitykseen. Käytännössä mekaaninen hyötysuhde on aina välillä [0,1). Ihannetapauksessa η=1 koneesta ei tulisi lainkaan sivutuotteita, vaan kaikki energia voitaisiin hyödyntää koneen varsinaiseen tarkoitukseen. Lazare Carnot
Aivan Napoleonin sotien loppuvaiheessa Carnot tarjoutui keisarillisen armeijan käyttöön, joten Napoleon nimitti hänet tammikuussa 1814 Antwerpenin kuvernööriksi ja ylensi hänet samalla divisioonakenraaliksi. Hän johti kaupungin puolustusta vihollisarmeijoilta ja oli siellä keisarikunnan kukistuessa saman vuoden toukokuussa. Carnot vaikutti aluksi kannattavan Bourbon-restauraatiota, mutta julkaisi heinäkuussa 1814 teoksen "Mémoire au roi en juillet 1814", jossa hän arvosteli vastavallankumouksellisten puhdistusten voimakkuutta. Satapäiväisen keisarikunnan aikana Carnot toimi Napoleonin uuden hallituksen sisäministerinä maaliskuusta kesäkuuhun 1815. Hänelle myönnettiin maaliskuussa 1815 kreivin ja kesäkuussa päärin arvo. Carnot kannusti Napoleonia jatkamaan vastarintaa vielä tappiollisen Waterloon taistelun jälkeenkin. Napoleonin luovuttua kruunusta Carnot valittiin jäseneksi Ranskaa kaksi viikkoa hallinneeseen väliaikaishallitukseen ("Commission de gouvernement"). Kuningas Ludvig XVIII:n palattua uudelleen valtaistuimelle Carnot karkotettiin maasta ”kuninkaanmurhaajana”, sillä hän oli yksi Ludvig XVI:n kuolemantuomion puolesta äänestäneistä. Hyötysuhde
Hyötysuhde määritellään hieman eri tavoin riippuen koneen rakenteesta. Käsitellään seuraavaksi mekaanisen koneen ja lämpövoimakoneen hyötysuhteita: Hyötysuhde
missä formula_4 on koneeseen syötetty työ ja formula_5 on koneen tekemä työ sekä formula_6 on koneeseen tuleva teho ja formula_7 koneesta ulos tuleva teho. Tilannetta on havainnollistettu yllä olevassa kuvassa, missä kone K tarvitsee työn formula_4, jotta se tekisi työn formula_5. Kone hukkaa energian formula_10. Valmet Tuuli
Tuuli III:a varten selvitettiin kaikki saatavilla olevat sopivantehoiset voimalaitteet, joista lopulta parhaana valittiin Continental O-470-A. Kiinteälaskutelineisen prototyypin hinnaksi arvioitiin 33,4 miljoonaa markkaa, johon sisäänvedettävät kannuspyörätelineet olisivat tuoneet miljoonan lisäkulut ja sisäänvedettävät nokkapyörätelineet kaksi miljoonaa. 20 koneen sarjassa koneyksilön hinnaksi arvioitiin 7,5 miljoonaa markkaa. Prototyypin rakentamisesta hintaan 34 miljoonaa markka päästiin sopimukseen 17. kesäkuuta 1955, jolloin koneen toimitusajaksi arvioitiin 18 kuukautta. Yksinkertainen kone
Koneissa energiaa kuluu kitkan voittamiseen, niiden muodon muuttumiseen ja kulumiseen, jolloin menetetty energia leviää ympäristöön lämpönä. Tämä merkitsee, että koneen ulos antama teho on pienempi kuin siihen syötetty teho. Ulos saadun tehon suhdetta koneeseen syötettyyn tehoon sanotaan koneen hyöty­suhteeksi η, ja se on koneen energia­häviöiden mitta: M1 Carbine
Itselataavan M1 Garand -kiväärin palvelukseenoton myötä 1930-luvun loppupuoliskolla Yhdysvaltain asevoimat tunnisti tarpeen kehittää kevyempi palvelusase tukijoukoille, joiden pääasiallisessa tehtävässä iso ja painava kivääri oli liian kömpelö, ja pistooli puolestaan epäkäytännöllinen. Saksalaisten kehittämä salamasotataktiikka myös korosti näiden joukkojen (kuten kuljettajat, huoltomiehet, viestijoukot, kranaatinheitinyksiköt, tykistö) riskiä joutua suoraan kosketukseen vihollisen jalkaväen kanssa. Armeijan intendentuuriosasto U.S. Army Ordnance määritteli 1938 aseen suurimmaksi sallituksi painoksi viisi paunaa (noin 2,5 kg), teholliseksi kantamaksi 300 jaardia (noin 270 metriä), ja tulivoiman ja tarkkuuden tuli olla selkeästi parempia kuin palveluksessa olleella Thompson-konepistoolilla. Jalkaväen päällikkö vahvisti vaatimukset 1940, ja seuraavana vuonna järjestettiin tarjouskilpailu. Samassa yhteydessä esiteltiin myös patruuna, jota uuden aseen tuli käyttää, .30 Carbine. Solar Impulse
Lentokoneeseen kaavailtujen aurinkokennojen valinnassa ratkaisivat hyötysuhde ja niiden paino. Valitut kennot ovat ohuita yksikidepiikennoja, joiden hyötysuhde on noin 20 %. Avro
Avron pommikoneet Avro Manchester, Avro Lancaster (7 000 kpl) ja Avro Lincoln olivat yhtiön päätuotteet. Koneiden käyttö Saksan kaupunkeja vastaan oli Italiassa 1920-luvulla kirjoitetun Douhet’n ilmapommitusstrategian toteutusyritys. Hyötysuhde
Hyötysuhde (tunnus formula_1) on fysikaalinen dimensioton suure, joka kertoo suhdelukuna, kuinka suuri osa järjestelmään syötetystä energiasta voidaan hyödyntää varsinaista tarkoitusta varten. Sähkömoottori
Parhaat hyötysuhteet saavutetaan suurimmilla sähkömoottoreilla, ja se voi olla jopa 97 %. Pienitehoisimpien moottoreiden hyötysuhde on noin 60...70 %. Häviöt muodostuvat tuulettimen vaatimasta voimasta, laakerikitkasta ja käämien lämpenemisestä. Kaikesta maailmassa tuotetusta sähköenergiasta sähkömoottorit kuluttavat 40 % (kehittyneissä maissa 60-65 % ) ja tästä 90 % käyttävät moottorit tehoalueella 0,75...200 kW. Tämä on tyypillinen teollisuussovelluksissa ja erilaisissa pumpuissa käytetty moottorikoko. Euroopassa sähkömoottorit on luokiteltu vuodesta 1997 vapaaehtoisen EFF-standardin mukaan kolmeen luokkaan tehoalueella 1,1-90 kW. Huonoin teholuokka EFF3 on poistunut Euroopan markkinoilta. Hyötysuhteeltaan parhaat moottorit käyttävät suprajohtavuutta hyödyksi. Näillä kryomoottoreilla on kaupallisia valmistajia, mutta korkean hinnan vuoksi suurta kysyntää ei ole muodostunut. Välityssuhde
Esimerkiksi planeettavaihteistossa kehäpyörän kulmanopeus voi olla nolla samaan aikaan kun planeettapyörä, planeettojen pidin sekä aurinkopyörä pyörivät. Tällöin kehäpyörän kehänopeus vaihteistokotelon suhteen on nolla, vaikka sen kanssa rynnössä olevalla planeettapyörällä on samaan aikaan kehänopeutta. Planeetan pitimen kehänopeus ja planeetan kehänopeus summautuvat nollaksi kehäpyörän kanssa kosketuksessa olevalle hampaalle. Nopeus ja kehänopeus eivät siis tarkoita samaa asiaa, ja alla esitetty kaava ei päde siis nopeuksille vaan kehänopeudelle. Siksi on erittäin olennaista minkä suhteen kehänopeuksia kulloinkin laskee. Hampaiden rynnössä syntyvien tehohäviöiden kannalta vain planeetan pitimen suhteen lasketuilla nopeuksilla on merkitystä, kun taas tehonsiirron kannalta olennaista on vaihteistokotelon suhteen lasketut nopeudet. Hyötysuhteen laskennassa taas tarvitaan molempia, sekä siirrettyä tehoa että häviöitä, joten myös molempia kulmanopeuksia tarvitaan jokaiselle hammaspyörälle erikseen.