Premena tepla na mechanickú energiu

Premena tepla na iný druh energie

• Ak študujete teplo, naučíte sa, že je možné úplne premeniť formu energie na teplo. Na druhej strane premena tepla na mechanickú energie nie je možné vykonať v plnom rozsahu. Dôvodom je povaha tepla, ktorá je podľa kinetickej teórie reprezentovaná energiou podradeného molekulárneho pohybu.
• Teória predpokladá, že keď sa na molekuly tela aplikuje teplo, energia sa prenáša. Otepľovanie spôsobuje, že najmenšie častice sa pohybujú rýchlejšie z náhodného pohybu.
• V dôsledku tohto pohybu majú molekuly energiu, ktorej celkové množstvo opisujete ako vnútornú energiu príslušnej látky. Po anglickom prieskumníkovi Brownovi sa tento pohyb nazýva aj Brownov molekulárny pohyb.
• Množstvo tepla, ktoré sa uvoľní napríklad pri spaľovaní uhlia alebo ropy, je spočiatku obsiahnuté vo vysokej kinetickej a potenciálnej energii molekúl spaľovacích plynov. Je pre vás dôležité, aby boli rýchlosti a smery molekulárneho pohybu náhodne rozdelené.
  instagram viewer
• Všimnite si toho, že kvôli poruche molekúl nemožno energiu týchto jednotlivých pohybov úplne preniesť do žiadneho susedného pevného tela. Z toho vyplýva, že telo ako celok sa pohybuje a môže vykonávať prácu.


Účinnosť spaľovacieho motora - vysvetlenie

Účinnosť opisuje hodnotu, ktorú môže motor využiť z energetických ...

• Aby sa čo najviac tepla premenilo na mechanickú prácu, prenáša sa na plyn, ktorý je uzavretý vo valci s pohyblivými piestami. Mali by ste vziať do úvahy, že molekuly pri náraze prenesú na piest iba časť svojej energie. Ich rýchlosť klesá, čo môžete vidieť ako pokles teploty. Na zopakovanie postupu musia byť valce vrátené do východiskovej polohy a plyn musí byť vrátený na pôvodnú teplotu.

Účinnosť premeny tepla na mechanickú energiu

• Už v 19 V 19. storočí sa francúzsky inžinier Carnot zaoberal premenou tepla na mechanickú energiu a uvedomil si to časť množstva tepla absorbovaného pri počiatočnej teplote sa musí znova uvoľniť ako teplo pri nízkej konečnej teplote. Nedá sa premeniť na mechanickú prácu. Mali by ste vedieť, že čím vyšší je rozdiel medzi počiatočnou a konečnou teplotou, tým väčšia je účinnosť.
• Prvý piestový parný stroj navrhnutý Jamesom Wattom dosiahol účinnosť len asi dve percentá. Je pre vás zaujímavé, že napriek mnohým vylepšeniam účinnosť týchto strojov nie je Dalo by sa zvýšiť viac ako 18 percent, aby sa dnes už nepostavili žiadne závody s piestovými parnými strojmi bude.
• Najdôležitejším tepelným motorom poháňaným parou v súčasnosti je parná turbína. Para prúdi prívodným potrubím a prstencom s nastaviteľnými regulačnými skrutkami k kolesám turbíny osadeným lopatkami. Tieto sú nastavené na otáčanie prúdom vysokotlakovej pary.
• Mali by ste vedieť, že ďalšie vodiace lopatkové krúžky a kolesá turbíny sú usporiadané striedavo za prvým kolesom turbíny, aby sa naplno využil tlak pary. Lopatky sú stále väčšie a väčšie, pretože vodná para expanduje so znižujúcim sa tlakom.
• Na zníženie tepelných strát v kotle, ktoré vznikajú pri prenose tepla zo spaľovacích plynov do vodnej pary vyhnúť sa, v roku 1867 Nikolaus August Otto postavil benzínový motor, v ktorom v samotnom valci horela zmes benzín-vzduch bude. Dokážete si asi predstaviť, že to zvýšilo účinnosť na viac ako 35 percent.
• V dieselovom motore je vzduch najskôr nasávaný a veľmi silne stlačený. Výsledkom je, že teplota stúpne nad teplotu vznietenia paliva, takže horí bezprostredne po vstrekovaní bez potreby zapaľovania.
• Pretože teploty môžu vystúpiť až na 2 000 stupňov Celzia a tlaky na 80 barov, je potrebná silnejšia konštrukcia naftového motora. Napriek vyšším výrobným nákladom nájdete tento motor vždy s vysokým stupňom účinnosti je požadovaných až 40 percent, ako napríklad pri lokomotívach, nákladných automobiloch a Lode.