نسبة القوة إلى الوزن

نسبة القوة إلى الوزن (Power-to-weight ratio)‏ (أو القوة النوعية أو نسبة القوة إلى الكتلة) هو عملية حسابية تطبق عادة على المحركات ومصادر الطاقة المتحركة لمقارنة عنصر أو تصميم بأخر. وهو قياس للأداء الحقيقي لأي محرك أو مصدر طاقة. ويستخدم أيضا لقياس أداء المركبة ككل وتقسم قوة المحرك على وزن المركبة (أو كتلها) لإعطاء نسبة مترية حسب حجم المركبة. يقتبس نسبة القوة إلى الوزن من قبل مصنعو المركبات بقيمته العظمى ولكن قد تتغير القيمة الحقيقية حسب الاستخدام وهذا الاختلاف يؤثر على الأداء.

معادلة نسبة القوة إلى الوزن لمحرك هي القوة المولدة من قبل المحرك مقسمة على الكتلة.

يملك محرك بشاحن تربيني 8 إسطوانات قوة 250 كيلوواط (340 حصان)،^[1] إذن نسبة القوة إلى الوزن 0.65 كيلوواط/كغ (0.4 حصان/باوند).

يجود العديد من الأمثلة على نسب عالية من القوة النوعية من المحركات التوربينية وذلك بسبب قدرتها على العمل بسرعات عالية. تستخدم محركات مكوك الفضاء الرئيسية مضخة تربو (آلة تتألف من مضخة تتحرك بواسطة محرك توربيني) لتعطي الاندفاع (أكسجين سائل مع هيدروجين سائل) في اسطوانة المحرك الداخلية. السائل الهيدروجيني الأساسي للمضخة يشبه بالحجم محرك السيارة (يزن تقريبا 352 كيلوغرام(775 باوند)) ويعطي 72,000 حصان (53.6 ميغاواط)^[2] ولنسبة القوة إلى الوزن 153 كيلوواط/كغ (93 حصان/باوند).

الشرح الفيزيائي

في الميكانيكا الكلاسيكية القوة اللحظية هي قيمة محدودة بمعدل العمل المبذول لكل وحدة زمن حيث فاصل الزمن Δt يقارب الصفر

${\displaystyle P=\lim _{\Delta t\rightarrow 0}{\tfrac {\Delta W(t)}{\Delta t}}=\lim _{\Delta t\rightarrow 0}P_{\mathrm {avg} }\,}$

الوحدة المستخدمة لنسبة القوة إلى الوزن هي ${\displaystyle {\tfrac {W}{kg}}\;}$ وتساوي ${\displaystyle {\tfrac {m^{2}}{s^{3}}}\;}$. يسمح هذا بتعبير نسبة القوة إلى الوزن كوحدة دولية أساسية.

أمثلة

المحركات

المحركات الحرارية والمضخات الحرارية

تصنع الطاقة الحرارية من طاقة حركية محسوسة وطور كامن. المحرك الحراري قادر على تحويل الطاقة الحرارية إلى عمل ألي. تأخذ المضخات الحرارية العمل الألي وتحوله إلى حرارة.

مقالات ذات صلة

• كثافة الطاقة

مراجع

موسوعات ذات صلة :

• موسوعة الفيزياء
• موسوعة نقل