Conversión de calor en energía mecánica

Conversión de calor en otro tipo de energía

• Si estudia el calor, aprenderá que es posible convertir completamente una forma de energía en calor. Por otro lado, una conversión de calor en mecánica energía no se puede realizar en su totalidad. La razón de esto radica en la naturaleza del calor, que, según la teoría cinética, está representado por la energía del movimiento molecular subordinado.
• La teoría asume que cuando se aplica calor a las moléculas de un cuerpo, se transfiere energía. El calentamiento hace que las partículas más pequeñas se muevan más rápido a partir de un movimiento aleatorio.
• Como resultado de este movimiento, las moléculas tienen una energía, cuya cantidad total usted describe como energía interna de la sustancia en cuestión. Después del explorador inglés Brown, este movimiento también se llama movimiento molecular browniano.
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• Una cantidad de calor que se libera al quemar carbón o petróleo, por ejemplo, está inicialmente contenida en una alta energía cinética y potencial de las moléculas de los gases de combustión. Es importante para usted que las velocidades y direcciones del movimiento molecular estén distribuidas aleatoriamente.
• Tenga en cuenta que debido al desorden de las moléculas, la energía de estos movimientos individuales no se puede transferir completamente a ningún cuerpo sólido vecino. De ello se deduce que el cuerpo en su conjunto se mueve y puede trabajar.


Eficiencia del motor de combustión interna: una explicación

La eficiencia describe el valor que un motor puede utilizar de la energía ...

• Para convertir la mayor cantidad posible de calor en trabajo mecánico, se transfiere a un gas que está encerrado en un cilindro con pistones en movimiento. Debes tener en cuenta que al impactar las moléculas solo transferirán parte de su energía al pistón. Su velocidad disminuye, lo que puede verse como una disminución de la temperatura. Para repetir el proceso, los cilindros deben volver a su posición inicial y el gas debe volver a la temperatura inicial.

Eficiencia en la conversión de calor en energía mecánica.

• Ya en el 19 En el siglo XIX, el ingeniero francés Carnot se preocupó por convertir el calor en energía mecánica y se dio cuenta de que parte de la cantidad de calor absorbida a la temperatura inicial debe liberarse nuevamente como calor a la temperatura final baja. No se puede convertir en trabajo mecánico. Debe saber que cuanto mayor sea la diferencia entre la temperatura inicial y final, mayor será la eficiencia.
• La primera máquina de vapor de pistón diseñada por James Watt logró una eficiencia de solo alrededor del dos por ciento. Es interesante para usted que, a pesar de numerosas mejoras, la eficiencia de estas máquinas no es Se podría aumentar más del 18 por ciento, de modo que hoy no se construyan más plantas con motores de vapor de pistón. voluntad.
• El motor térmico de vapor más importante de la actualidad es la turbina de vapor. El vapor fluye a través de la línea de suministro y a través de un anillo con tornillos reguladores ajustables a las ruedas de la turbina provistas de palas. Estos se ponen en rotación por el flujo de vapor a alta presión.
• Debe saber que más anillos de paletas de guía y ruedas de turbina están dispuestos alternativamente detrás de la primera rueda de turbina para aprovechar al máximo la presión del vapor. Las palas se hacen cada vez más grandes porque el vapor de agua se expande al disminuir la presión.
• Reducir las pérdidas de calor en la caldera que se producen cuando el calor se transfiere de los gases de combustión al vapor de agua. evitar, en 1867 Nikolaus August Otto construyó un motor de gasolina en el que una mezcla de gasolina y aire ardía en el cilindro mismo voluntad. Como puede imaginar, esto aumentó la eficiencia a más del 35 por ciento.
• En un motor diesel, primero se aspira aire y se comprime muy fuertemente. Como resultado, la temperatura se eleva por encima de la temperatura de ignición del combustible, de modo que se quema inmediatamente después de la inyección, sin necesidad de ignición.
• Dado que las temperaturas pueden subir hasta 2000 grados Celsius y las presiones hasta 80 bar, es necesaria una construcción más sólida del motor diesel. A pesar de los mayores costes de producción, siempre encontrará este motor con un alto grado de eficiencia. se requiere hasta un 40 por ciento, como en locomotoras, camiones y Buques.