الآلات الحرارية هي الأجهزة التي تقوم بالتحويل جزئيا الطاقة الحرارية والكيميائية الموجودة في موادها ، مثل الغازات الساخنة أو بخار الماء أو البنزين ، في الشغل. مثال: جميع أنواع محركات الاحتراق الداخلي والآلات التي تعمل بالبخار.
أداء الآلات الحرارية
ا أداء الآلات الحرارية هي كمية بلا أبعاد تعطى من خلال النسبة بين كمية العمل الميكانيكي المستخرج من آلة حرارية وكمية الطاقة المقدمة لها في شكل الحرارة.
كلما زاد أداء الجهاز ، زاد حجمه نجاعة. بمعنى آخر ، الآلة الحرارية الفعالة هي التي تنتج أكثر الشغل تستهلك كمية أقل من موارد الطاقة. أنت محركات الاحتراق الداخلي، تستخدم لقيادة المركبات مثل دراجات نارية, سيارات, الشاحنات وحتى الطائرات، لتكون أكثر كفاءة وأقل تلويثًا. تستخدم هذه الآلات الحرارية كمصدر للطاقة الحرارة الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري الغازولين, زيت الديزل, كحول أو كيروسين الطيران. تعرف على المزيد حول تاريخ الآلات الحرارية من خلال النقر هنا.
نرى أيضا: الوقود الحفري
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
علاوة على ذلك ، فإن التحولات الديناميكية الحرارية التي خضعت لها مادة العمل هي دوري، أي في نهاية كل دورة ، يعودون إلى نفس قيم
ضغط, مقدار و درجة حرارة. نتيجة لذلك ، ووفقًا لـ القانون الأول للديناميكا الحرارية، يتم الحصول على العمل الذي تم الحصول عليه بواسطة آلة حرارية من خلال الفرق بين كمية الحرارة التي يتم توفيرها لتشغيل الجهاز (سماذا او ما) وكمية الحرارة التي ترفضها الآلة (سF) لمصدره البارد (والذي يمكن أن يكون الوسيط الخارجي):
نرى أيضا: تمارين على الآلات الحرارية
خريطة ذهنية: الآلات الحرارية
* لتنزيل الخريطة الذهنية بصيغة PDF ، انقر هنا!
المحركات التي تستخدم دورة الديزل لديها أعلى عوائد من الآلات الحرارية - حوالي 30% - بينما محركات البنزين ، والتي تستخدم عمومًا دورة أوتو لديك دخل يصل إلى 20%.
إنتاج آلات حرارية مثالية
الآلات الحرارية المثالية ، والمعروفة أيضًا بالآلات الحرارية. كارنو، هي نظرية وتعمل وفقًا لـ دورة كارنو. تتكون دورة كارنو من أربع خطوات: اثنتان التحولات متساوي الحرارة شيئان. أو أنها اثنان التحولات الثابتة. هذه التحولات هي ، على التوالي ، الى ابعد حدبطيء و الى ابعد حدسريع، مما يجعل هذه الدورة غير عملية في الآلاتحقيقة. ومع ذلك ، تم تصميم الآلات الحقيقية بحيث تشبه دورة تشغيلها إلى حد كبير دورة الآلة المثالية ، من أجل الحصول على أعلى ناتج ممكن.
يمكن حساب كفاءة الآلات الحرارية المثالية بالمعادلة التالية:
في المعادلة المعروضة أعلاه ، تيF هي درجة حرارة المصدر البارد ، وتسمى أيضًا المبرد أو الحوض ، و تيماذا او ما هي درجة حرارة المصدر الساخن. الأهم من ذلك ، يجب دائمًا التعبير عن درجات الحرارة المتضمنة في هذه الحسابات بوحدة كلفن.
نرى أيضا: المقاييس الحرارية وتحولاتها
بقلم رافائيل هيلربروك
تخرج في الفيزياء
هل ترغب في الإشارة إلى هذا النص في مدرسة أو عمل أكاديمي؟ نظرة:
هيلربروك ، رافائيل. "كفاءة الآلات الحرارية" ؛ مدرسة البرازيل. متوفر في: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/rendimento-das-maquinas-termicas.htm. تم الوصول إليه في 27 يونيو 2021.
