第 5 集 · B1 · 5 分 22 秒
机械效率（КПД）：从水车实验到水电站
本视频用自制水勺水轮机演示机械效率（КПД）概念：通过测量10秒内提升300克重物（做功1焦耳）与消耗1升水从40厘米高处下落（提供4焦耳能量），算出实验装置效率为25%；进而对比克拉斯诺亚尔斯克水电站——利用百米水位差、每秒7000吨水流，实现约85%的能量转化效率。内容聚焦能量守恒与实际损耗，语言简洁，含基础物理术语和数值计算，适合A2–B1级俄语学习者训练科技类听力与专业词汇。
中俄字幕
Идеальные механизмы, которые мы рассматриваем в теории, подчиняются золотому правилу
我们在理论上所考虑的理想机械都遵循力学的黄金法则
механики. представим себе коробку черный ящик, внутри которой находится какой- то
设想一个盒子，一个黑匣子，里面装着某种
механизм. мы вытягиваем верёвку из чёрного ящика, а другая верёвка через скрытую
机械。我们从黑匣子中拉出一根绳子，另一根绳子通过隐藏的
систему передач втягивается внутрь и поднимает груз.
传动系统被拉入内部并提升重物。
Допустим, что на каждый метр подъёма груза нам нужно вытянуть пять метров верёвки.
假设每提升一米重物，我们需要拉出五米的绳子。
Золотое правило механики говорит: сила, с которой мы тянем за верёвку, будет в пять
力学中的黄金定律指出：我们拉绳子的力将比重物的重量小五倍。
раз меньше веса груза.
倍。
работа— это произведение силы на путь, и поэтому работа на входе будет равна работе
功等于力与路程的乘积，因此输入端的功等于输出端的功。
на выходе. Однако на практике во всяком реальном механизме имеются потери, например
在输出端。然而在实际中，任何真实的机械装置都会有损耗，例如
трения. Чтобы преодолеть силу трения, к вытягиваемой верёвке надо будет приложить
摩擦力。为了克服摩擦力，必须对被拉出的绳索施加
большую силу. Теперь полная работа, которую мы совершим, вытягивая верёвку, будет
更大的力量。现在我们拉动绳子所做的总功将
больше полезной работы по подъёму груза.
大于提升重物的有用功。
Отношение полезной работы к полной называют коэффициентом полезного действия
将有用功与总功之比称为机械效率。
механизма. В идеальных механизмах коэффициент полезного действия равен единице или
在理想机械中，机械效率等于1或
100%. В реальных механизмах, применяемых на практике, полезная работа меньше полной,
100%。在实际应用的机械中，有用功小于总功，
и поэтому их КПД всегда меньше 100%.
因此它们的效率总是低于100%。
Это водяное колесо мы сделали из одноразовых ложечек, пенопластового круга и
这个水车我们用一次性勺子、泡沫塑料圆盘和
вязальной спицы.
编织针做成的。
оно закреплено в ведёрке, а сверху по трубке из второго ведёрка может течь вода.
它固定在桶上，上方通过第二个桶的管子可以流水。
Откроем пробку.
打开塞子。
Колесо вращается за счёт того, что падающая вода бьёт в его лопатки.
轮子之所以转动，是因为下落的水冲击它的叶片。
на нить, прикрепленную к барабану, подвесим ведерко с грузами.
将一个装有重物的小桶挂在缠绕在鼓上的绳子上。
Теперь колесо может поднимать груз и совершать работу.
现在，轮子可以提升重物并做功。
узнаем какую работу совершает наша установка за какое нибудь фиксированное время,
我们来计算一下，在某个固定时间内，我们的装置能完成多少功，
например за десять секунд.
例如十秒钟。
масса ведёрка с грузами равна трёмстам граммам, значит его вес равен трём ньютонам.
小桶和重物的总质量为三百克，因此其重量为三牛顿。
открываем пробку и засекаем десять секунд.
打开塞子，开始计时十秒。
стоп. Высота подъема составила 34
停止。提升高度为34
сантиметра. силу в 3 ньютона умножим на высоту 0, 34
厘米。将3牛顿的力乘以0.34
метра, получаем работу в 1 джоуль.
米，得到1焦耳的功。
Теперь посмотрим, какая масса воды вытекает из верхнего ведра за те же 10 секунд.
现在我们来看看，在相同的10秒内，有多少质量的水从上桶中流出。
подставим мерный стакан, откроем пробку.
放上量筒，打开塞子。
Стоп. Из ведра вытек 1 литр воды, масса этой воды равна 1 килограмму, и она весит 10
停。从桶中流出1升水，这些水的质量是1千克，重量为10
ньютонов. Вода падает с высоты 40 сантиметров.
牛顿。水从40厘米的高度落下。
Силу в 10 ньютонов умножим на высоту 0, 4 метра, получаем работу в 4 джоуля.
将10牛顿的力乘以0.4米的高度，得到4焦耳的功。
Коэффициент полезного действия— это отношение полезной работы к полной.
效率是有效功与总功之比。
Полезная работа составила 1 Джоуль, полная— 4 Джоуля.
有效功为1焦耳，总功为4焦耳。
Делим 1 на 4. КПД нашей установки равен 0, 25 или
将1除以4。我们装置的效率等于0.25或
25%. это означает, что только четверть энергии воды идет на подъем груза.
25%。这意味着只有四分之一的水能转化为提升重物的能量。
огромные гидроэлектростанции на которых вырабатывается заметная часть всей
大型水电站生产了整个电力系统中相当一部分的电能。
производимой электроэнергии.
产生的电能。
тоже устроены по принципу водяного колеса.
也都是按照水车的原理设计的。
разность верхнего и нижнего уровней воды на Красноярской ГЭС составляет почти сто
克拉斯诺亚尔斯克水电站上下水位差几乎达到一百
метров. каждую секунду с плотины падает вниз по водоводам семь тысяч тонн воды.
米。每秒有七千吨水从大坝通过引水道下落。
поэтому полная мощность падающей воды составляет семь миллиардов ватт.
因此，下落水流的总功率达到七十亿瓦特。
эта вода вращает турбины присоединённые к электрогенераторам.
这些水流带动与发电机相连的涡轮机旋转。
суммарная полезная мощность всех двенадцати электрогенераторов Красноярской ГЭС
克拉斯诺亚尔斯克水电站十二台发电机的总有效功率
составляет шесть миллиардов ватт
达到六亿瓦特
тем самым КПД электростанции примерно равен восемьдесят пять процентам.
因此，电站的效率大约为百分之八十五。
来源：GetAClass · CC BY 3.0