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热机

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热力发动机(简称热机)是够将热源的一部分能力转化成为机械能的机器。热源可以是使用煤的蒸汽炉,汽车发动机的燃烧室,也可以是太阳能的蒸汽炉,地热和核反应堆。热机分为内燃机外燃机两种。


[编辑] 效率

人们一方面利用已经有的热能,或者燃烧燃料来创造热能给热力发动机,而另一方面却在浪费很多的热能,比如很多电厂不得不利用大量的水来冷却。一个法国工程师在1824年的研究推出了Carnot efficiency。 用这个理论可以证明就算是一个理想的完美热力发动机,它利用热能转化成机械能的效率也是低于100%。这个公式是:

效率 = 有用功/注入系统中的能量

对一个热力发动机来说, 这个公式变为:

效率 = \frac{Q_{hot} - Q_{cold}}{Q_{hot}}

在这里,Qhot是热源的能量,Qcold是环境温度的能量。

Carnot还证明了一个公式:

\frac{Q_{hot}}{Q_{cold}} = \frac{T_{hot}}{T_{cold}}

在这里,ThotTcold是温度以卡尔文为单位。

从而我们可以得出:

效率 = \frac{T_{hot} - T_{cold}}{T_{hot}} [1]

从这个公式我们可以看出,要得到100%的效率,我们需要在绝对零度的环境下,或者无限高温的热源。

[编辑] 参考文献

  1. 参考
  • Robert A. Ristinen/ Jack J. Kranshaar Energy and the Environment:2nd Edition. (John Wiley & Sons, Inc; 2006)

[编辑] 參見

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