Conversia căldurii în energie mecanică

Conversia căldurii într-un alt tip de energie

• Dacă studiați căldura, veți afla că este posibil să convertiți complet o formă de energie în căldură. Pe de altă parte, o conversie a căldurii în mecanică energie nu poate fi realizat integral. Motivul pentru aceasta constă în natura căldurii, care, conform teoriei cinetice, este reprezentată de energia mișcării moleculare subordonate.
• Teoria presupune că atunci când căldura este aplicată moleculelor unui corp, energia este transferată. Încălzirea face ca cele mai mici particule să se miște mai repede dintr-o mișcare aleatorie.
• Ca urmare a acestei mișcări, moleculele au o energie, a cărei cantitate totală o descrieți ca fiind energia internă a substanței în cauză. După exploratorul englez Brown, această mișcare se mai numește mișcare moleculară browniană.
  instagram viewer
• O cantitate de căldură care este eliberată la arderea cărbunelui sau a petrolului, de exemplu, este inițial conținută într-o energie cinetică și potențială ridicată a moleculelor gazelor de ardere. Este important pentru dvs. ca vitezele și direcțiile mișcării moleculare să fie distribuite aleatoriu.
• Rețineți că, din cauza tulburării moleculelor, energia acestor mișcări individuale nu poate fi transferată complet către niciun corp solid vecin. Rezultă că corpul în ansamblu se mișcă și poate lucra.


Eficiența motorului cu ardere internă - o explicație

Eficiența descrie valoarea pe care un motor o poate folosi din energie ...

• Pentru a transforma cât mai multă căldură în lucru mecanic, aceasta este transferată într-un gaz care este închis într-un cilindru cu pistoane în mișcare. Trebuie să luați în considerare faptul că moleculele își vor transfera o parte din energie doar la piston la impact. Viteza lor scade, pe care o puteți vedea ca o scădere a temperaturii. Pentru a repeta procesul, buteliile trebuie readuse la poziția inițială și gazul trebuie readus la temperatura inițială.

Eficiența transformării căldurii în energie mecanică

• Deja în 19 În secolul al XIX-lea, inginerul francez Carnot era preocupat de transformarea căldurii în energie mecanică și a realizat asta o parte din cantitatea de căldură absorbită la temperatura inițială trebuie eliberată din nou sub formă de căldură la temperatura finală scăzută. Nu poate fi transformat în lucru mecanic. Trebuie să știți că cu cât diferența dintre temperatura inițială și cea finală este mai mare, cu atât este mai mare eficiența.
• Primul motor cu abur cu piston proiectat de James Watt a obținut o eficiență de doar aproximativ două procente. Este interesant pentru dvs. că, în ciuda numeroaselor îmbunătățiri, eficiența acestor mașini nu este Peste 18% ar putea fi mărite, astfel încât astăzi nu mai sunt construite instalații cu motoare cu aburi cu piston voi.
• Cel mai important motor termic cu abur de astăzi este turbina cu abur. Aburul curge prin linia de alimentare și printr-un inel cu șuruburi de reglare reglabile către roțile turbinei prevăzute cu lame. Acestea sunt setate în rotație prin fluxul de abur de înaltă presiune.
• Trebuie să știți că inelele de ghidare și roțile turbinei sunt dispuse alternativ în spatele primei roți a turbinei pentru a utiliza pe deplin presiunea aburului. Lamele devin din ce în ce mai mari, deoarece vaporii de apă se extind odată cu scăderea presiunii.
• Pentru a reduce pierderile de căldură din cazan care apar atunci când căldura este transferată de la gazele de ardere la vaporii de apă evita, în 1867, Nikolaus August Otto a construit un motor pe benzină în care un amestec de benzină-aer ardea în cilindrul propriu-zis voi. După cum vă puteți imagina, acest lucru a crescut eficiența la peste 35%.
• La un motor diesel, aerul este aspirat mai întâi și foarte puternic comprimat. Ca urmare, temperatura crește peste temperatura de aprindere a combustibilului, astfel încât acesta arde imediat după injectare, fără a fi nevoie de aprindere.
• Deoarece temperaturile pot crește până la 2000 de grade Celsius și presiunile la 80 de bari, este necesară o construcție mai puternică a motorului diesel. În ciuda costurilor mai mari de fabricație, veți găsi întotdeauna acest motor cu un grad ridicat de eficiență este necesar până la 40 la sută, cum ar fi la locomotive, camioane și Navele.