Θερμικές μηχανές είναι συσκευές που μετατρέπουν εν μέρει θερμική και χημική ενέργεια που περιέχεται στις ουσίες της, όπως θερμαινόμενα αέρια, υδρατμοί ή βενζίνη, σε εργασία. Παράδειγμα: όλοι οι τύποι κινητήρων εσωτερικής καύσης και μηχανών ατμού.
Απόδοση θερμικών μηχανών
Ο απόδοση θερμικών μηχανών είναι μια αδιάστατη ποσότητα που δίνεται από την αναλογία μεταξύ της ποσότητας της μηχανικής εργασίας που εξάγεται από μια θερμική μηχανή και της ποσότητας ενέργειας που παρέχεται σε αυτήν με τη μορφή θερμότητα.
Όσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση μιας μηχανής, τόσο μεγαλύτερη αποδοτικότητα. Με άλλα λόγια, μια αποτελεσματική θερμική μηχανή είναι αυτή που παράγει περισσότερο εργασία καταναλώνει λιγότερη ποσότητα ενεργειακών πόρων. Εσείς ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ, χρησιμοποιείται για την οδήγηση οχημάτων όπως μοτοσυκλέτες, αυτοκίνητα, φορτηγά και ακόμα αεροσκάφος, έχουν σχεδιαστεί για να είναι όλο και πιο αποτελεσματικά και να μολύνουν λιγότερο. Αυτές οι θερμικές μηχανές χρησιμοποιούν ως πηγή ενέργειας τη θερμότητα που λαμβάνεται με την καύση ορυκτών καυσίμων ως
Βενζίνη, ντίζελ, αλκοόλ ή κηροζίνη αεροπορίας. Μάθετε περισσότερα για την ιστορία των θερμικών μηχανών κάνοντας κλικ εδώ.Δείτε επίσης: Ορυκτά καύσιμα
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Επιπλέον, οι θερμοδυναμικοί μετασχηματισμοί που υφίστανται η ουσία εργασίας είναι κυκλικός, δηλαδή, στο τέλος κάθε κύκλου, επιστρέφουν στις ίδιες τιμές του Πίεση, Ενταση ΗΧΟΥ και Θερμοκρασία. Ως αποτέλεσμα, και σύμφωνα με το 1ος Νόμος Θερμοδυναμικής, η εργασία που επιτυγχάνεται από μια θερμική μηχανή εξαρτάται από τη διαφορά μεταξύ της ποσότητας θερμότητας που παρέχεται για τη λειτουργία της μηχανής (Ερτι) και την ποσότητα θερμότητας που απορρίπτει η μηχανή (Ερφά) για την ψυχρή πηγή του (που θα μπορούσε να είναι το εξωτερικό περιβάλλον):
Δείτε επίσης: Ασκήσεις σε θερμικά μηχανήματα
Χάρτης μυαλού: Θερμικές μηχανές
* Για να κατεβάσετε τον χάρτη μυαλού σε PDF, Κάντε κλικ ΕΔΩ!
Οι κινητήρες που χρησιμοποιούν το κύκλος ντίζελ έχουν τις υψηλότερες αποδόσεις θερμικών μηχανημάτων - περίπου 30% - ενώ οι βενζινοκινητήρες, που χρησιμοποιούν γενικά το Κύκλος Otto, έχουν εισόδημα έως και 20%.
Απόδοση ιδανικών θερμικών μηχανών
Οι ιδανικές θερμικές μηχανές, γνωστές και ως θερμικές μηχανές. Κάρνοτ, είναι θεωρητικά και λειτουργούν σύμφωνα με το Κύκλος Carnot. Ο κύκλος του Carnot έχει τέσσερα βήματα: δύο ισοθερμικοί μετασχηματισμοί είναι δύο αδιαβατικοί μετασχηματισμοί. Αυτοί οι μετασχηματισμοί είναι, αντίστοιχα, επακρώςαργός και επακρώςγρήγορα, καθιστώντας αυτόν τον κύκλο ανέφικτο το μηχανήματαπραγματικός. Ωστόσο, τα πραγματικά μηχανήματα έχουν σχεδιαστεί έτσι ώστε ο κύκλος λειτουργίας τους να μοιάζει πολύ με τον κύκλο μιας ιδανικής μηχανής, ώστε να έχει την υψηλότερη δυνατή απόδοση.
Η απόδοση των ιδανικών θερμικών μηχανών μπορεί να υπολογιστεί με την ακόλουθη εξίσωση:
Στην εξίσωση που παρουσιάζεται παραπάνω, Τφά είναι η θερμοκρασία της ψυχρής πηγής, που ονομάζεται επίσης ψυγείο ή νεροχύτης, και Ττι είναι η θερμοκρασία της καυτής πηγής. Είναι σημαντικό ότι οι θερμοκρασίες που περιλαμβάνονται σε αυτούς τους υπολογισμούς πρέπει πάντα να εκφράζονται στο Kelvin.
Δείτε επίσης: Θερμομετρικές κλίμακες και οι μετατροπές τους
Από τον Rafael Hellerbrock
Αποφοίτησε στη Φυσική
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
HELERBROCK, Ραφαέλ. "Απόδοση θερμικών μηχανών". Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/rendimento-das-maquinas-termicas.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.
