Что такое кпт в танцах

Композиция танца

Основной закон построения драматургического произведения обязателен как для танцев сюжетных, так и для любого бессюжетного танца, где есть тема и задача выразить то или иное состояние человека (радость, горе, любовь, ревность, отчаяние и т. п.) или его свойства (доверчивость, хитрость, подозрительность, самовлюбленность, беспечность, неустрашимость, трусость).

Согласно этому закону танец должен сочетать в себе в гармоническом соотношении все пять его частей.

1. Экспозиция может получиться ясной, доходчивой или, наоборот, скомканной, невнятной, затянутой.

3. Развитие действия (ряд ступеней перед кульминацией) также бывает нарастающим, сильным или растянутым, расхолаживающим.

4. Кульминация, как и завязка, может быть яркой, впечатляющей, настоящей вершиной танца, или же бледной, робкой, лишенной силы воздействия на зрителей.

А теперь рассмотрим подробнее каждый из пяти компонентов композиции, органически и неразрывно между собою связанных.

О завязке. Вышедшие на сцену и разместившиеся в определенном рисунке (по прямой линии, полукругом, по диагонали и т. п.) исполнители начинают собственно танец. Они делают более сложные движения, и нам интересно, что произойдет дальше, после этой завязки, как будет развиваться танец.

О развитии танца (ряда ступеней перед кульминацией). Развитие танца, как и его завязка, определяется замыслом и содержанием хореографического произведения. Оно не обязательно должно идти по ступеням вверх, чтобы каждая последующая комбинация непременно перекрывала предыдущую. Могут быть и умышленные спады, как бы возвращающие назад с целью накопления средств для последующего взлета на более высокую ступень.

Примитивная схема графически может выглядеть как на рис. 1.

Рис. 1

Это как бы «электрокардиограмма» темпа, ритма, динамики и интонаций. В каждом отдельном случае она зависит от музыкального сочинения и определяется им, находя свое выражение в тексте и рисунке танца, в их пластическом единстве, органическом сочетании.

Следует заметить, что кульминация может быть как построена с использованием всех перечисленных элементов, так и решена с помощью только текста или только рисунка. Можно привести ряд примеров и того и другого из репертуара классических балетов и программ ансамблей народного танца.

О развязке. Развязка должна логически вытекать из всего хода танцевального действия, быть подготовленной им Она должна завершить мысль, поставить ясную точку. Иногда внезапную остановку, обрыв танца называют развязкой. Это неверно. Если развязка не подготовлена всем логическим развитием произведения от экспозиции до кульминации, то танцевальное сочинение невозможно считать завершенным.

Возьмем простейший пример, Вот группа артистов, одетых в старинные русские костюмы, вышла на сцену и пошла по кругу (или по диагонали) простым русским шагом, затем выстроилась в линию лицом к зрительному залу. Это была экспозиция.

М. Семенова и А. Ермолаев. ‘Щелкунчик’ П. Чайковского. Новая редакция Р. Захарова

О музыке. Если первым компонентом композиции танца и балета является драматургия, то вторым, органически с ней связанным, является музыка.

‘Ленинградская симфония’ Д. Шостаковича. Постановка И. Бельского

Обратившись к истории музыки, мы увидим, что в основе многих сюит, сонат и даже симфоний лежала танцевальная музыка. Да и современные композиторы ее не забывают. Вспомним «Классическую симфонию» Прокофьева, «Праздничную увертюру» Шостаковича, «Озорные частушки» Щедрина.

‘Медный всадник’ Р. Глиэра. Постановка Р. Захарова

Музыка также должна быть создана по законам драматургии, то есть иметь экспозицию, завязку, развитие действия, кульминацию и развязку. И не только в целом. Каждая музыкальная сцена, каждый танец не могут не быть подчинены этому закону.

О тексте танца. Часто в обиходе, в рецензиях на спектакли, в статьях о балете, в книгах, написанных критиками-балетоведами, мы встречаемся с суждениями о балетном языке, языке классического танца. Читаем иногда о том, что он устарел, требует обогащения, что его надо заменить новым языком или, наоборот, хранить в неприкосновенности.

1 ( Ленин В. И. Полн. собр. соч., т. 25, с. 258.)

Хоровод. Русский лубок XVIII в.

Меня могут заподозрить в том, что я пытаюсь прямо отождествлять литературную или разговорную устную речь с пластической. Вовсе нет. Не следует каждому движению, жесту или позе придавать значение отдельных слов. Но тем не менее каждое движение, жест и поза могут иногда сказать больше, чем отдельное слово. Они способны выразить мысль, чувство, глубокое переживание человека в данное мгновение. Иногда, для того чтобы выразить это же в литературной форме, может понадобиться несколько слов или даже целое описание.

Все эти мысли и переживания Жизели тотчас же отражаются на ее лице, выражаются в позе, когда она как бы остолбенела. Талантливая артистка в одно мгновение заставит зрителей содрогнуться от сопереживания, заставит сжаться их сердца от боли и обиды за чудесную девушку, вместе с которой они только что радовались ее счастью.

Как же можно, берясь за рассуждения о танцевальном языке, вовсе не касаться его речи и законов, на основе которых она образовалась?! Там, где есть танцевальный язык, должна быть и танцевальная речь. В «Жизели», «Эсмеральде», «Лебедином озере», «Бахчисарайском фонтане», «Ромео и Джульетте», «Лауренсии», «Легенде о любви» хореография героев и есть танцевальная речь, с помощью которой рассказывается содержание балета, раскрываются образы и характеры действующих лиц в их действиях и поступках. Эту танцевальную, хореографическую речь мы и называем текстом балета (или танца).

Высшими достижениями балетного театра всегда были те спектакли, где танцевальная речь понятна без предварительного прочтения либретто, объясняющего содержание балета. К сожалению, в последнее время снова стали встречаться постановки с танцами «вообще», не несущими мысли, не развивающими действия и речью хореографической быть не претендующими. Это явление, копирующее приемы некоторых хореографов Запада, должно нас насторожить и предостеречь от дальнейших ошибок.

1 ( Движение по диагонали может быть и из противоположного угла, его направление может быть вверх (в глубь сцены) и вниз (к авансцене).)

Рис. 2

Рис. 3

И профессиональное искусство танца, в том числе и классический балет, никогда без него не обходится: почти все вариации и коды включают в свою композицию круг.

Прямая линия (направление сверху вниз, рис. 4).

Рис. 4

Прямая линия (направление снизу вверх, рис. 5).

Рис. 5

Прямая линия (направление справа налево, рис. 6).

Рис. 6

Прямая линия (направление слева направо, рис. 7 1 ).

1 ( Последние две прямые могут располагаться как по центру, так и в глубине сцены или по авансцене.)

Рис. 7

Не буду приводить других примеров рисунка: они бесчисленны. Подчеркну лишь, что их возникновение в композиции обусловлено содержанием танца и каждый последующий рисунок должен логически вытекать из предыдущего, быть им подготовленным.

1 ( Количество комбинаций в композиции зависит от содержания и длительности музыки.)

Рис. 8

На этой схеме мы видим состоящую из восьми комбинаций композицию танца, записанную для памяти, все комбинации имеют порядковый номер. Номер и количество тактов удобно записывать в левом верхнем углу. Предположим, что это рисунок танца девушки или юноши, исполняющих русский народный танец. Рисунок и текст его неотделимы друг от друга.

А теперь нарисуем схему-рисунок мужской вариации из второго акта «Жизели» (рис. 9) и мужской вариации из «Пахиты» 1 (рис. 10).

1 ( Пунктиром обозначен переход к следующей комбинации.)

Рис. 9

Рис. 10

Теперь, проследив рисунок для одного исполнителя, мы представим себе, как он может быть усложнен и разнообразен в дуэтах, трио, квартетах и особенно в массовых композициях, исполняемых солистами и кордебалетом. Зависит это от фантазии и изобретательности балетмейстера, основанной на содержании задуманного произведения. А фантазия балетмейстера реалистической школы базируется на богатстве музыкального и хореографического фольклора разных эпох и народов, их традиционных фигурах, орнаменте, узорах, всегда обогащающих классический танец. Вспомним старинные «Дон Кихот», «Конек-Горбунок», современные «Сердце гор», «Лауренсию», «Пламя Парижа», «Каменный цветок» и другие балеты.

От того, насколько балетмейстер умеет пользоваться ракурсами, часто зависит богатство или скудость танцевального текста, содержательность сочиняемого танца. Произвольное изменение ракурса исполнителем влечет за собой не только искажение графики, но порой и искажение текста, а вместе с тем и смысла, логики танцевальной композиции.

Мы рассмотрели все компоненты композиции танца, все элементы, из которых она состоит. Но композиция сама по себе, пока она не воплощена артистами, мертва. Мысли, чувства, переживания человека, его действия и поступки, образ, характер оживают лишь в актерском исполнении, чему всегда предшествует углубленная работа над внутренней формой, рождение которой также есть часть творческого процесса балетмейстера. Мышление хореографическими образами приводит в конце концов к сочинению ярких, содержательных танцев и спектаклей.

Артист в свою очередь, получив хореографический текст танцевальной партии и разъяснение актерской задачи, также непременно создает свою, глубоко индивидуальную внутреннюю форму, которая осмысляет, наполняет эмоциями, озаряет живым человеческим светом и теплом форму внешнюю, то есть превращает танец в пластическую речь.

Как же рождается внутренняя форма в процессе сочинения танца балетмейстером?

Иногда все танцевальные движения, повороты, позы, жесты героев грезятся сочинителю, чередуясь настолько быстро, что мозг не успевает фиксировать и запоминать все увиденное внутренним взором. Тогда приходится начинать сначала.

Проходит эта работа в то время, как звучит музыка в исполнении концертмейстера или с магнитофона. Если же балетмейстер владеет инструментом и хорошо читает ноты, он может проигрывать клавир сам. Конечно, лучше всего работать с концертмейстером, опытным музыкантом: с ним можно посоветоваться, проанализировать музыкальную форму композиторского сочинения, попросить иногда по-иному интерпретировать музыку так, как она слышится хореографу, разумеется, не отходя от авторского замысла. Ведь с магнитофоном не посоветуешься и не изменишь записанных темпов и характера музыки. На магнитофон лучше всего записать музыку после того, как проведена вся необходимая работа с концертмейстером.

В рабочем кабинете балетмейстера обязательно должно находиться зеркало, с помощью которого проверяются движения, позы, мимика, найденные в процессе фантазирования.

Я рассказал о творческом процессе тех балетмейстеров, которые сперва создают свое сочинение, а затем с готовым текстом приходят в зал для постановки с балетной труппой. Но бывает и иначе. Балетмейстер приходит в репетиционный зал и начинает творить на месте, как бы лепить из артистов, словно из глины, форму своих танцев. Чаще всего так поступают нерадивые балетмейстеры. Но иногда случается, что балетмейстер, хорошо зная музыку танца, который ему предстоит сочинить, и обдумав его в общих чертах, приходит в зал и начинает творить вместе с талантливым артистом. Эта работа вдохновляет его, на помощь приходит большой опыт, и сочинение получается удачным. Так было у меня, когда я ставил в Ленинграде Ф. Балабиной и Б. Брегвадзе «Танец с кольцом» для «Медного всадника» или когда делал новую редакцию «Дон Кихота» для Большого театра в 1939 году и на месте сочинил «Танец с гитарами», «Джигу» и некоторые другие танцы, идущие до сих пор. У меня в творческом воображении настолько созрела форма этих танцев, что не было необходимости встречаться с концертмейстером, а талантливое исполнение (например, Н. Симоновой с гитарой) подсказало мне новые интересные детали, которые я тут же включил в танец.

Бывают и совсем необычные случаи. Балетмейстер, вызвав артистов не репетицию, предлагает им самим придумывать для себя па, всевозможные позы и т. п. Таким образом артист становится как бы соавтором балетмейстера (хотя на афишах это не указывается). Так бывало в практике руководителей наших ансамблей народного танца, когда оказывалось, что исполнители гораздо лучше знали свои народные танцы, чем главный балетмейстер. И тогда, получив от исполнителей подлинно фольклорный материал, балетмейстер составлял из него свою композицию. И это было гораздо лучше, чем если бы он подменял народный материал своим личным домыслом.

Вспоминается мне и такое. В ранней юности я столкнулся с балетмейстером, который, обладая несомненными режиссерскими данными, совершенно не имел профессиональных знаний в области классического танца. А ставить ему надо было «Красный мак», «Вальпургиеву ночь» в опере «Фауст» и другие классические балеты. Мы, группа юношей и девушек, окончивших Ленинградское балетное училище у прекрасных педагогов, были поражены этим обстоятельством, но вскоре привыкли даже к тому, что наш руководитель со де баск, например, называл «спасским» и т. п. Вызвав нас на постановочную репетицию, он спрашивал, кто что умеет делать. Мы, конечно, с энтузиазмом выкладывали все, что хотелось исполнить, и балетмейстер из предложенных нами па составлял танцы. Явление это, конечно, не типичное, но в жизни всякое бывает.

1 ( Исключение здесь составляет маска, например, в цирковой клоунаде, где это явление традиционное; в кино (Чарли Чаплин, Бестер Китон); у известного французского мима Марселя Марсо тоже постоянная маска.)

И действительно, как можно, вырабатывая силу ног, гибкость и эластичность корпуса, пластику рук, оставлять без внимания лицо будущего артиста? Я убежден, что можно и нужно развивать мимику путем специально выработанной системы упражнений.

Мимика наряду с другими компонентами входит в текст, в композицию, созданную балетмейстером.

Источник

В хореографическом коллективе

Введение в предмет. Его цели и задачи

КПТ – «Композиция и постановка танца» – является профессиональным видом деятельности балетмейстера – создателя танца.

В искусстве хореографии, в отличие от литературы, музыки, живописи, сочинительского наследия нет. Каждый руководитель хореографического коллектива или ансамбля является одновременно создателем, балетмейстером своих хореографических постановок. Поэтому перед будущими сочинителями ставится большая задача в овладении приемами сочинения. Будущий балетмейстер овладевает профессией при изучении цикла специальных предметов: «Композиция классического танца», «Народный танец», «Историко-бытовой танец», «Дуэтный танец», изучение образцов классического наследия, музыкальных дисциплин, мастерства актеров и режиссуры, грима, костюма.

Предмет КПТ суммирует знания, полученные студентами по профилирующим дисциплинам, и приводит в целостную систему знаний, взглядов и профессиональных навыков, дающую возможность овладеть современной методологией создания хореографических произведений искусства.

Балетмейстер, создатель новых хореографических произведений, помимо профессиональных знаний и навыков в области хореографической композиции и исполнительства должен обладать способностями автора-драматурга, режиссера-постановщика балетного спектакля. Способность мыслить хореографическими образами отличает балетмейстера от драматурга, режиссера драмы или оперы. Однако балетмейстер должен быть мыслителем, психологом и педагогом: создавая драматургию постановки, воплощая ее средствами хореографии в пластические образы, он работает с артистами балета как режиссер. Таким образом, балетмейстер является автором и создателем своей постановки.

Цели предмета КПТ:

1. Освоить теоретические основы композиционного построения;

2. Изучить составные части хореографического произведения: рисунок танца, хореографический текст, основной закон драматургии;

3. Сформировать практические навыки в сочинении и постановке танцевального номера;

4. Развить эстетический вкус в подборе и анализе музыкального материала для использования в самостоятельных сочинениях;

5. Овладеть навыками работы с исполнителями хореографического произведения;

6. Активизировать творческую фантазию в поисках новых форм и образов в воплощении художественного замысла.

Хореография как вид искусства

Слово «хореография» греческого происхождения, буквально оно означает «писать танец».

Хореография имеет разные жанры: народный, классический, историко-бытовой, бальный, современный.

Танец – это искусство, и как всякое искусство должно отражать жизнь в образно-художественной форме. Специфика хореографии состоит в том, что мысли, чувства, переживания человека она передает без помощи речи, средствами движения и мимики.

Хореография родилась на заре человечества: еще в первобытном обществе существовали танцы, изображавшие трудовые процессы, воспроизводившие движения животных, магические ритуалы, воинственные действия – в них человек обращался к силам природы.

Сегодня мы имеем профессиональное искусство танца, с которым встречаемся в опере, музыкальной комедии, на эстраде, в цирке, кино, балете на льду, в драме и, конечно, в балетном театре.

Искусство танца необычайно популярно во всем мире. Своеобразное у каждого народа, оно вместе с тем не требует перевода на другие языки и понятно всем людям. Поэтому оно способно служить и служит взаимопониманию народов. Опираясь на выразительные, одухотворенные движения человеческого тела, обобщая их в специфическом танцевальном преломлении, говоря пластическим языком возвышенных чувств, танец способен подниматься до воплощения больших идей и образов, правдиво отражать человеческие характеры и судьбы, события общественной жизни. В современном мире хореографическому искусству принадлежит высокая роль пропагандиста истинного гуманизма, творца прекрасного, выразителя благородных нравственных идеалов, духовно обогащающих человечество.

Танцевальное искусство, являющееся неотъемлемой стороной культуры и быта всех народов мира, в балетном театре достигает своего высшего развития. Оно соединяется вместе с драматургией, раскрывающей живые человеческие характеры и их взаимоотношения, с музыкой в ее высших, симфонических формах, с изобразительным искусством, претворяющим в нем свои современные достижения. Синтетическая природа балетного театра, объединяющего в едином художественном целом разные искусства, придает ему особое очарование и силу воздействия. В этом синтезе искусств ведущая роль принадлежит хореографии. Художественно совершенный балетный спектакль воспитывает вкусы, формирует духовное богатство человеческой личности.

Исторические завоевания прошлого подготовили современный балетный театр с его многообразием национальных школ, стилевых тенденций, направлений и форм. По возможностям многогранного отражения жизни, постановке идейных проблем, воплощению безграничной палитры человеческих чувств, по развитию своих специфических форм и разработанности танцевально-пластического языка балет находится в одном ряду с высшими достижениями других искусств.

Особенно велики в этом отношении завоевания русского балета, который по праву считается лучшим в мире. Русский балет оказал огромное влияние на мировое хореографическое искусство и способствовал возникновению балетных театров и школ во многих странах. Русский балет развил его традиции и приумножил его достижения. Он завоевал новые образные сферы, открыл неведомые ранее приемы драматургии танцевально-пластической выразительности. Русский балет наследует и претворяет все богатство лучших художественных традиций прошлого, опыт мировой культуры и народного творчества.

Балетмейстер – творческий руководитель, педагог, воспитатель

в хореографическом коллективе

Балетмейстер не только создает хореографическое полотно, сочи­няет хореографический текст, рисунок танца, создает композицию танца, но и, пользуясь всеми средствами хореографического искусства, он воплощает свой замысел в сценических образах, стремясь выразить определенные идеи, мысли, чувства.

Балетмейстер должен овладеть циклом специальных предметов: классический танец, народный танец, историко-бытовой, бальный, образцы классического наследия, теория музыки, анализ музыкальной драматургии, режиссура и т.д.

Балетмейстер, создатель новых хореографических произведений, помимо профессиональных знаний и навыков в области хореографической композиции и исполнительства, должен обладать способностям и знаниями автора-драматурга и режиссера-постановщика.

Балетмейстер, как организатор хореографического коллектива, способствует своей деятельностью формированию личности участников коллектива. Воспитательная работа руководителя должна быть направлена на творчество, которое раскрепощает участников, будит желание размышлять, сопоставлять факты и явления, делать выво­ды. Занятия хореографией должны формировать сознание участника, как художника, воспитывая любовь к прекрасному. Руководитель должен сплотить коллектив, не смотря на различия возраста, уровня культуры и воспитания, сосредоточить их интересы на решении об­щих задач. Поэтому руководитель должен проявлять такт и чуткость педагога-воспитателя, применяя индивидуальный подход к своим участникам.

Каждое хореографическое произведение, которое ставится в коллективе должно нести определенную идейно-творческую нагрузку, повышать техническое мастерство исполнителей, способствовать рас­крытию образа и выразительности исполнения.

Балетмейстер должен точно знать, какую цель перед собой ставит, к чему стремится. При возникновении замысла, знакомить участников со своими мыслями, которые должны их заинтересовать и увлечь, превратить их в единомышленников. Отношения руководи­теля с участниками должны строиться на разумной логике в искрен­них, дружеских, теплых тонах, на взаимном доверии и уважении.

Творчество балетмейстера немыслимо без постоянного поиска. Поиск сюжета для танцевальной композиции предполагает изучение жизни, знание литературных первоисточников, произведений искусства. Необходимость найти нужное «слово» для выражения мысли заставля­ет балетмейстера каждодневно развивать свою фантазию, обогащать палитру выразительных средств.

Творческая деятельность балетмейстера в коллективе весьма разнообразна, ее можно разделить условно на три разновидности: балетмейстер-сочинитель, балетмейстер-постановщик, балетмейстер-репетитор.

Источник

Коэффициент полезного действия (КПД)

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

КПД: понятие коэффициента полезного действия

Представьте, что вы пришли на работу в офис, выпили кофе, поболтали с коллегами, посмотрели в окно, пообедали, еще посмотрели в окно — вот и день прошел. Если вы не сделали ни одного дела по работе, то можно считать, что ваш коэффициент полезного действия равен нулю.

В обратной ситуации, когда вы сделали все запланированное — КПД равен 100%.

По сути, КПД — это процент полезной работы от работы затраченной.

Вычисляется по формуле:

Формула КПД

η = (Aполезная/Aзатраченная) * 100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Aполезная — полезная работа [Дж]

Aзатраченная — затраченная работа [Дж]

Есть такое философское эссе Альбера Камю «Миф о Сизифе». Оно основано на легенде о неком Сизифе, который был наказан за обман. Его приговорили после смерти вечно таскать огромный булыжник вверх на гору, откуда этот булыжник скатывался, после чего Сизиф тащил его обратно в гору. То есть он делал совершенно бесполезное дело с нулевым КПД. Есть даже выражение «Сизифов труд», которое описывает какое-либо бесполезное действие.

Давайте пофантазируем и представим, что Сизифа помиловали и камень с горы не скатился. Тогда, во-первых, Камю бы не написал об этом эссе, потому что никакого бесполезного труда не было. А во-вторых, КПД в таком случае был бы не нулевым.

Полезная работа в этом случае равна приобретенной булыжником потенциальной энергии. Потенциальная энергия прямо пропорционально зависит от высоты: чем выше расположено тело, тем больше его потенциальная энергия. То есть, чем выше Сизиф прикатил камень, тем больше потенциальная энергия, а значит и полезная работа.

Потенциальная энергия

Еп = mg

Еп — потенциальная энергия [Дж]

g — ускорение свободного падения [м/с^2]

На планете Земля g ≃ 9,8 м/с^2

Затраченная работа здесь — это механическая работа Сизифа. Механическая работа зависит от приложенной силы и пути, на протяжении которого эта сила была приложена.

Механическая работа

А = FS

A — механическая работа [Дж]

F — приложенная сила [Н]

И как же достоверно определить, какая работа полезная, а какая затраченная?

Все очень просто! Задаем два вопроса:

В примере выше процесс происходит ради того, чтобы тело поднялось на какую-то высоту, а значит — приобрело потенциальную энергию (для физики это синонимы). Происходит процесс за счет энергии, затраченной Сизифом — вот и затраченная работа.

КПД в механике

Главный секрет заключается в том, что эта формула подойдет для всех видов КПД.

η = (Aполезная/Aзатраченная) * 100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Aполезная — полезная работа [Дж]

Aзатраченная — затраченная работа [Дж]

Дальше мы просто заменяем полезную и затраченную работы на те величины, которые ими являются.

Давайте разберемся на примере задачи.

Задача

Чтобы вкатить санки массой 4 кг в горку длиной 12 метров, мальчик приложил силу в 15 Н. Высота горки равна 2 м. Найти КПД этого процесса. Ускорение свободного падения принять равным g ≃9,8 м/с^2

Запишем формулу КПД.

η = (Aполезная/Aзатраченная) * 100%

Теперь задаем два главных вопроса:

Ради чего все это затеяли?

Чтобы санки в горку поднять — то есть ради приобретения телом потенциальной энергии. Значит в данном процессе полезная работа равна потенциальной энергии санок.

Потенциальная энергия

Еп = mgh

Еп — потенциальная энергия [Дж]

g — ускорение свободного падения [м/с^2]

На планете Земля g ≃9,8 м/с^2

За счет чего процесс происходит?

За счет мальчика, он же тянет санки. Значит затраченная работа равна механической работе

Механическая работа

А = FS

A — механическая работа [Дж]

F — приложенная сила [Н]

Заменим формуле КПД полезную работу на потенциальную энергию, а затраченную — на механическую работу:

η = Eп/A * 100% = mgh/FS * 100%

η = 4*9,8*2/15*12 * 100% = 78,4/180 * 100% ≃ 43,6 %

Ответ: КПД процесса приблизительно равен 43,6 %

КПД в термодинамике

В термодинамике КПД — очень важная величина. Она полностью определяет эффективность такой штуки, как тепловая машина.

Схема теплового двигателя выглядит так:

У теплового двигателя обязательно есть нагреватель, который (не может быть!) нагревает рабочее тело, передавая ему количество теплоты Q1 или Qнагревателя (оба варианта верны, это зависит лишь от учебника, в котором вы нашли формулу).

Оставшееся количество теплоты Q2 или Qхолодильника отводится к холодильнику, после чего возвращается к нагревателю и процесс повторяется.

КПД такой тепловой машины будет равен:

КПД тепловой машины

η = (Aполезная/Qнагревателя) * 100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Aполезная — полезная работа (механическая) [Дж]

Qнагревателя — количество теплоты, полученное от нагревателя[Дж]

Если мы выразим полезную (механическую) работу через Qнагревателя и Qхолодильника, мы получим:

A = Qнагревателя — Qхолодильника.

Подставим в числитель и получим такой вариант формулы.

КПД тепловой машины

η = Qнагревателя — Qхолодильника/Qнагревателя * 100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Qнагревателя — количество теплоты, полученное от нагревателя[Дж]

Qхолодильника — количество теплоты, отданное холодильнику [Дж]

А возможно ли создать тепловую машину, которая будет работать только за счет охлаждения одного тела?

Точно нет! Если у нас не будет нагревателя, то просто нечего будет передавать на механическую работу. Любой такой процесс — когда энергия не приходит из ниоткуда — означал бы возможность существования вечного двигателя.

Поскольку свидетельств такого процесса в мире не существует, то мы можем сделать вывод: вечный двигатель невозможен. Это второе начало термодинамики.

Запишем его, чтобы не забыть:

Невозможно создать периодическую тепловую машину за счет охлаждения одного тела без изменений в других телах.

Задача

Найти КПД тепловой машины, если рабочее тело получило от нагревателя 20кДж, а отдало холодильнику 10 кДж.

Решение:

Возьмем формулу для расчета КПД:

η = Qнагревателя — Qхолодильника/Qнагревателя * 100%

η = 20 — 10/20 *100% = 50%

Ответ: КПД тепловой машины равен 50%

Идеальная тепловая машина: цикл Карно

Давайте еще чуть-чуть пофантазируем: какая она — идеальная тепловая машина. Кажется, что это та, у которой КПД равен 100%.

На самом деле понятие «идеальная тепловая машина» уже существует. Это тепловая машина, у которой в качестве рабочего тела взят идеальный газ. Такая тепловая машина работает по циклу Карно. Зависимость давления от объема в этом цикле выглядит следующим образом

А КПД для цикла Карно можно найти через температуры нагревателя и холодильника.

КПД цикла Карно

η = Tнагревателя — Tхолодильника /Tнагревателя *100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Tнагревателя — температура нагревателя[Дж]

Tхолодильника — температура холодильника [Дж]

КПД в электродинамике

Мы каждый день пользуемся различными электронными устройствами: от чайника до смартфона, от компьютера до робота-пылесоса — и у каждого устройства можно определить, насколько оно эффективно выполняет задачу, для которой оно предназначено, просто посчитав КПД.

η = Aполезная/Aзатраченная *100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Aполезная — полезная работа [Дж]

Aзатраченная — затраченная работа [Дж]

Для электрических цепей тоже есть нюансы. Давайте разбираться на примере задачи.

Задачка, чтобы разобраться

Найти КПД электрического чайника, если вода в нем приобрела 22176 Дж тепла за 2 минуты, напряжение в сети — 220 В, а сила тока в чайнике 1,4 А.

Решение:

Цель электрического чайника — вскипятить воду. То есть его полезная работа — это количество теплоты, которое пошло на нагревание воды. Оно нам известно, но формулу вспомнить все равно полезно 😉

Количество теплоты, затраченное на нагревание

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

Работает чайник, потому что в розетку подключен. Затраченная работа в данном случае — это работа электрического тока.

Работа электрического тока

A = (I^2)*Rt = (U^2)/R *t = UIt

A — работа электрического тока [Дж]

R — сопротивление [Ом]

То есть в данном случае формула КПД будет иметь вид:

η = Q/A *100% = Q/UIt *100%

Переводим минуты в секунды — 2 минуты = 120 секунд. Теперь намм известны все значения, поэтому подставим их:

η = 22176/220*1,4*120 *100% = 60%

Ответ: КПД чайника равен 60%.

Давайте выведем еще одну формулу для КПД, которая часто пригождается для электрических цепей, но применима ко всему. Для этого нужна формула работы через мощность:

Работа электрического тока

A — работа электрического тока [Дж]

Подставим эту формулу в числитель и в знаменатель, учитывая, что мощность разная — полезная и затраченная. Поскольку мы всегда говорим об одном процессе, то есть полезная и затраченная работа ограничены одним и тем же промежутком времени, можно сократить время и получить формулу КПД через мощность.

η = Pполезная/Pзатраченная *100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Pполезная — полезная мощность [Дж]

Pзатраченная — затраченная мощность [Дж]

Источник