Djelotvornost, iskoristivost, učinkovitost ili korisnost (oznaka η) je fizikalna veličina koja opisuje energijsko djelovanje nekog sustava. Omjer je izlazne energije, snage ili rada i istovrsne ulazne veličine nekoga procesa, uređaja, stroja, postrojenja ili drugo. Primjerice, djelotvornost nekoga toplinskoga stroja omjer je dobivenoga rada dW i uložene topline dQ, to jest:
Mjerna je jedinica djelotvornosti broj jedan, a često se izražava u postotcima. Tako se na primjer kod žarulje sa žarnom niti u svjetlost pretvara samo oko 5% dovedene električne energije, dok ostatak odlazi u okolinu kao toplinska energija (stupanj iskorištenja raznih izvora svjetlosti). U toplinskim strojevima djelotvornost ovisi o najnižoj T2 i najvišoj temperaturi T1 i o vrsti procesa, a najveća je za idealni Carnotov kružni proces:[1]
Pretvornik | Ulazna energija | Izlazna energija | Djelotvornost (%) |
---|---|---|---|
Nuklearna elektrana | Nuklearna energija | Električna energija | 33 |
Fotonaponska ploča | Sunčeva energija | Električna energija | 5 do 22 (40) |
Termoelektrana na ugljen | Kemijska energija | Električna energija | 25 do 45 |
Hidroelektrana | Mehanička energija | Električna energija | 80 do 90 |
Vjetroelektrana | Mehanička energija | Električna energija | do 85 |
Gorivi članak | Kemijska energija | Električna energija | 20 do 70 |
Parni stroj | Kemijska energija | Mehanička energija | 3 do 44 |
Dieselov motor | Kemijska energija | Mehanička energija | 15 do 55 |
Ottov motor | Kemijska energija | Mehanička energija | 10 do 37 |
Elektromotor | Električna energija | Mehanička energija | 20 do 99,5 |
Električni generator | Mehanička energija | Električna energija | 95 do 99,5 |
Električna žarulja | Električna energija | Svjetlost | 3 do 5 |
Svjetleća dioda ili LED | Električna energija | Svjetlost | 5 do 25 |
Zvučnik | Električna energija | Akustička energija | 0,2 do 2 |
Plinsko kuhalo | Kemijska energija | Toplinska energija | 80 do 90 |
Kućna peć na ugljen | Kemijska energija | Toplinska energija | 30 do 50 |
Otvoreni kamin | Kemijska energija | Toplinska energija | 10 do 30 |
Stupanj djelovanja (oznaka η) je fizikalna veličina koja opisuje djelotvornost stroja ili postrojenja, omjer izlazne snage Piz i ulazne snage Pul, to jest:
Već prema području primjene, stupanj djelovanja može se nazvati efektivni stupanj djelovanja (kada opisuje mogućnosti motora da primljenu energiju goriva pretvori u mehanički rad), mehanički stupanj djelovanja (kada opisuje mehaničke gubitke u motoru), hidraulički stupanj djelovanja turbine (kada opisuje gubitke koji nastaju zbog trenja i promjene brzine vode) i drugo.
Kod višestrukih procesa, ukupan stupanj djelovanja umnožak je pojedinih stupnjeva djelovanja, primjerice stupanj djelovanja η motora s unutarnjim izgaranjem umnožak je termičkoga stupnja djelovanja (iskoristivosti) goriva ηt i mehaničkoga stupnja djelovanja ηm (gubitci zbog trenja, otpora i slično):[2]