Lämmön muuttaminen mekaaniseksi energiaksi

Lämmön muuntaminen toisen tyyppiseksi energiaksi

• Jos tutkit lämpöä, opit, että on mahdollista muuntaa energiamuoto kokonaan lämmöksi. Toisaalta lämmön muuttaminen mekaaniseksi energiaa ei voida suorittaa kokonaisuudessaan. Syynä tähän on lämmön luonne, jota kineettisen teorian mukaan edustaa alisteisen molekyyliliikkeen energia.
• Teoria olettaa, että kun lämpöä levitetään kehon molekyyleihin, energia siirtyy. Lämpeneminen saa pienimmät hiukkaset liikkumaan nopeammin satunnaisesta liikkeestä.
• Tämän liikkeen seurauksena molekyyleillä on energiaa, jonka kokonaismäärä kuvailet kyseisen aineen sisäiseksi energiaksi. Englantilaisen tutkimusmatkailijan Brownin jälkeen tätä liikettä kutsutaan myös Brownin molekyyliliikkeeksi.
instagram viewer
• Esimerkiksi hiiltä tai öljyä poltettaessa vapautuva määrä lämpöä sisältyy aluksi polttokaasujen molekyylien korkeaan kineettiseen ja potentiaaliseen energiaan. Sinulle on tärkeää, että molekyylien liikkeen nopeudet ja suunnat jakautuvat satunnaisesti.
• Huomaa, että molekyylien häiriön vuoksi näiden yksittäisten liikkeiden energiaa ei voida siirtää kokonaan mihinkään viereiseen kiinteään kehoon. Tästä seuraa, että keho kokonaisuudessaan liikkuu ja voi tehdä työtä.


Polttomoottorin tehokkuus - selitys

Tehokkuus kuvaa arvoa, jonka moottori voi käyttää energiasta ...

• Jotta mahdollisimman suuri osa lämmöstä voitaisiin muuttaa mekaaniseksi työksi, se siirretään kaasuun, joka on suljettu sylinteriin, jossa on liikkuvat männät. Sinun on otettava huomioon, että iskuissa molekyylit siirtävät vain osan energiasta männälle. Niiden nopeus laskee, mikä näkyy lämpötilan laskuna. Prosessin toistamiseksi sylinterit on palautettava lähtöasentoon ja kaasu on palautettava alkuperäiseen lämpötilaan.

Tehokkuus lämmön muuntamisessa mekaaniseksi energiaksi

• Jo 19 1800 -luvulla ranskalainen insinööri Carnot oli kiinnostunut lämmön muuttamisesta mekaaniseksi energiaksi ja ymmärsi sen osa alkulämpötilassa absorboituneesta lämmön määrästä on vapautettava uudelleen lämmönä alhaisessa lopullisessa lämpötilassa. Sitä ei voi muuttaa mekaaniseksi työksi. Sinun pitäisi tietää, että mitä suurempi ero alku- ja loppulämpötilan välillä on, sitä suurempi on tehokkuus.
• Ensimmäinen James Wattin suunnittelema mäntähöyrykone saavutti vain noin kahden prosentin hyötysuhteen. On mielenkiintoista, että lukuisista parannuksista huolimatta näiden koneiden tehokkuus ei ole Yli 18 prosenttia voitaisiin korottaa, joten nykyään ei enää rakenneta mäntähöyrykoneella varustettuja laitoksia tahtoa.
• Tämän päivän tärkein höyrykäyttöinen lämpömoottori on höyryturbiini. Höyry virtaa syöttöjohdon läpi ja renkaan läpi, jossa on säädettävät säätöruuvit, siipillä varustettuihin turbiinipyöriin. Nämä asetetaan pyörimään suurpainehöyryllä.
• Sinun tulisi tietää, että lisäohjaussiipirenkaat ja turbiinipyörät on järjestetty vuorotellen ensimmäisen turbiinipyörän taakse, jotta höyryn paine voidaan hyödyntää täysimääräisesti. Terät suurenevat ja suurenevat, koska vesihöyry laajenee paineen laskiessa.
• Vähentää kattilan lämpöhäviöitä, joita syntyy, kun lämpö siirretään polttokaasuista vesihöyryyn Vältä, vuonna 1867 Nikolaus August Otto rakensi bensiinimoottorin, jossa bensiini-ilma-seos poltti itse sylinterissä tahtoa. Kuten voitte kuvitella, tämä lisäsi tehokkuutta yli 35 prosenttiin.
• Dieselmoottorissa ilma imetään ensin sisään ja puristetaan erittäin voimakkaasti. Tämän seurauksena lämpötila nousee polttoaineen syttymislämpötilan yläpuolelle, joten se palaa heti ruiskutuksen jälkeen ilman sytytystä.
• Koska lämpötilat voivat nousta jopa 2000 celsiusasteeseen ja paineet 80 baariin, dieselmoottorin rakenne on vahvistettava. Korkeammista tuotantokustannuksista huolimatta löydät aina tämän moottorin, jolla on korkea hyötysuhde jopa 40 prosenttia tarvitaan, kuten vetureissa, kuorma -autoissa ja Laivat.