Μηχάνημα που μετατρέπει τη θερμότητα σε μηχανική ενέργεια;
* Μηχανή εσωτερικής καύσης: Αυτός είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος θερμότητας, που βρίσκεται σε αυτοκίνητα, φορτηγά και πολλά άλλα μηχανήματα. Καύει καύσιμο για να δημιουργήσει θερμότητα, η οποία επεκτείνει τα αέρια που ωθούν σε ένα έμβολο, μετατρέποντάς το σε μηχανική ενέργεια.
* ατμομηχανή: Αυτός ο κινητήρας χρησιμοποιεί τη θερμότητα από βραστό νερό για να δημιουργήσει ατμό, ο οποίος οδηγεί ένα έμβολο ή στρόβιλο για να παράγει μηχανική ενέργεια.
* κινητήρα Stirling: Αυτός ο κινητήρας χρησιμοποιεί έναν κλειστό κύκλο με υγρό εργασίας (όπως αέρα ή υδρογόνο) που θερμαίνεται και ψύχεται για να δημιουργήσει μηχανική ενέργεια.
* Κύκλος Rankine: Αυτός ο κύκλος χρησιμοποιείται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας. Περιλαμβάνει βραστό νερό για να δημιουργήσει ατμό, ο οποίος οδηγεί έναν στρόβιλο και στη συνέχεια συμπυκνώνεται πίσω στο νερό για να επαναλάβει τον κύκλο.
Πώς λειτουργούν οι μηχανές θερμότητας;
Οι κινητήρες θερμότητας λειτουργούν με βάση τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, ο οποίος δηλώνει ότι η θερμότητα μπορεί να ρέει μόνο αυθόρμητα από ένα θερμότερο αντικείμενο σε ένα ψυχρότερο αντικείμενο. Οι μηχανές θερμότητας λειτουργούν με τη θερμότητα από μια πηγή υψηλής θερμοκρασίας (όπως το καύσιμο καύσιμο) και τη χρήση της για να κάνουν δουλειά, ενώ παράλληλα απομακρύνουν τη θερμότητα σε νεροχύτη χαμηλότερης θερμοκρασίας (όπως η ατμόσφαιρα).
Αποδοτικότητα των κινητήρων θερμότητας:
Κανένας κινητήρας θερμότητας δεν μπορεί να μετατρέψει όλη τη θερμική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι κάποια θερμική ενέργεια χάνεται πάντα στο περιβάλλον. Η αποτελεσματικότητα ενός κινητήρα θερμότητας μετράται με την αναλογία της παραγωγής εργασίας για την είσοδο θερμότητας.
Παραδείγματα θερμικών κινητήρων που χρησιμοποιούνται:
* αυτοκίνητα: Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία αυτοκινήτων, φορτηγών και μοτοσικλετών.
* ΣΤΟΙΧΕΙΑ: Οι ατμοστρόβιλοι και οι κύκλοι Rankine χρησιμοποιούνται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας.
* ΑΠΟΣΤΟΛΗ: Οι μηχανές ατμού και οι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία των πλοίων.
* αεροπλάνα: Οι κινητήρες αεριωθουμένων είναι ένας τύπος κινητήρα θερμότητας που χρησιμοποιεί τη θερμότητα από το καύσιμο για να παράγει ώθηση.
Συμπέρασμα:
Οι κινητήρες θερμότητας είναι απαραίτητες για πολλές εφαρμογές, από τη μεταφορά έως την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Μετατρέπουν τη θερμική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια, επιτρέποντάς μας να εκτελούμε χρήσιμη εργασία. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι μηχανές θερμότητας δεν είναι 100% αποτελεσματικοί και κάποια θερμική ενέργεια χάνεται πάντα στο περιβάλλον.
