Преобразуване на топлината в механична енергия

Преобразуване на топлина в друг вид енергия

• Ако изучавате топлината, ще научите, че е възможно напълно да преобразувате една форма на енергия в топлина. От друга страна, превръщането на топлината в механично енергия не може да се извърши изцяло. Причината за това се крие в природата на топлината, която според кинетичната теория е представена от енергията на подчиненото молекулно движение.
• Теорията предполага, че когато топлината се прилага към молекулите на тялото, енергията се прехвърля. Затоплянето кара най -малките частици да се движат по -бързо от произволно движение.
• В резултат на това движение молекулите имат енергия, чието общо количество описвате като вътрешна енергия на въпросното вещество. След английския изследовател Браун това движение се нарича още Брауново молекулярно движение.
  instagram viewer
• Количество топлина, което се отделя при изгаряне на въглища или петрол, например, първоначално се съдържа във висока кинетична и потенциална енергия на молекулите на горивните газове. За вас е важно скоростите и посоките на молекулярното движение да бъдат разпределени на случаен принцип.
• Обърнете внимание, че поради разстройството на молекулите, енергията на тези отделни движения не може да бъде прехвърлена изцяло в съседно твърдо тяло. От това следва, че тялото като цяло се движи и може да върши работа.


Ефективност на двигателя с вътрешно горене - обяснение

Ефективността описва стойността, която двигателят може да използва от енергията ...

• За да се преобразува възможно най -много топлина в механична работа, тя се прехвърля в газ, който е затворен в цилиндър с движещи се бутала. Трябва да имате предвид, че при удар молекулите ще прехвърлят само част от енергията си към буталото. Скоростта им намалява, което можете да видите като намаляване на температурата. За да повторите процеса, бутилките трябва да бъдат върнати в изходното си положение и газът трябва да се върне до първоначалната температура.

Ефективност при преобразуване на топлината в механична енергия

• Още през 19 -ти През 19 век френският инженер Карно се занимава с превръщането на топлината в механична енергия и осъзнава това част от количеството топлина, погълната при първоначалната температура, трябва да се освободи отново като топлина при ниската крайна температура. Не може да се преобразува в механична работа. Трябва да знаете, че колкото по -голяма е разликата между началната и крайната температура, толкова по -голяма е ефективността.
• Първият бутален парен двигател, проектиран от Джеймс Уот, постига ефективност от само около два процента. Интересно за вас е, че въпреки многобройните подобрения, ефективността на тези машини не е такава Повече от 18 процента могат да бъдат увеличени, така че днес да не се строят повече заводи с бутални парни машини ще.
• Най-важният топлинен двигател с парна енергия днес е парната турбина. Парата тече през захранващия тръбопровод и през пръстен с регулируеми регулиращи винтове към турбинните колела, снабдени с лопатки. Те се настройват на въртене от потока пара под високо налягане.
• Трябва да знаете, че по -нататък пръстените на водещите лопатки и турбинните колела са разположени последователно зад първото колело на турбината, за да се използва напълно налягането на парата. Остриетата стават все по -големи, тъй като водната пара се разширява с намаляване на налягането.
• За намаляване на топлинните загуби в котела, които възникват, когато топлината се прехвърля от горивните газове към водната пара избягвайте, през 1867 г. Николаус Август Ото построи бензинов двигател, в който бензиново-въздушна смес изгоря в самия цилиндър ще. Както можете да си представите, това повиши ефективността до повече от 35 процента.
• В дизеловия двигател въздухът първо се всмуква и много силно се компресира. В резултат на това температурата се повишава над температурата на запалване на горивото, така че то изгаря веднага след инжектирането, без да е необходимо запалване.
• Тъй като температурите могат да се повишат до 2000 градуса по Целзий и налягането до 80 бара, е необходима по -здрава конструкция на дизеловия двигател. Въпреки по -високите производствени разходи, винаги ще намерите този двигател с висока степен на ефективност до 40 процента е необходимо, например в локомотиви, камиони и Кораби.