מכונות תרמיות הם מכשירים שממירים חלקית אנרגיה תרמית וכימית הכלולה בחומריו, כגון גזים מחוממים, אדי מים או בנזין, בתוך עֲבוֹדָה. דוגמא: כל סוגי מנועי הבעירה הפנימית ומכונות המונעות בקיטור.
ביצועים של מכונות תרמיות
או ביצועים של מכונות תרמיות הוא כמות חסרת ממד הניתנת על ידי היחס בין כמות העבודה המכנית המופקת ממכונה תרמית לכמות האנרגיה המסופקת לה בצורת חוֹם.
ככל שהביצועים של מכונה גדולים יותר, כך היא תהיה גדולה יותר יְעִילוּת. במילים אחרות, מכונה תרמית יעילה היא זו שמייצרת הכי הרבה עֲבוֹדָה צורכת כמות פחותה של משאבי אנרגיה. אתה מנועי בעירה פנימית, נהג לנהוג ברכבים כמו אופנועים, מכוניות, משאיות ואפילו כְּלִי טַיִס, נועדו להיות יעילים יותר ויותר ולזהם פחות. מכונות תרמיות אלה משתמשות כמקור אנרגיה בחום המתקבל משריפת דלקים מאובנים כמו בֶּנזִין, דלק דיזל, כּוֹהֶל אוֹ נפט תעופתי. למידע נוסף על ההיסטוריה של מכונות תרמיות על ידי לחיצה פה.
ראה גם: דלקים מאובנים
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
יתר על כן, התמורות התרמודינמיות שעובר החומר העובד הן מַחזוֹרִיכלומר בסוף כל מחזור הם חוזרים לאותם ערכים של לַחַץ
, כרך ו טֶמפֶּרָטוּרָה. כתוצאה מכך, ובהתאם ל החוק הראשון של התרמודינמיקה, העבודה המתקבלת על ידי מכונה תרמית ניתנת על ידי ההפרש בין כמות החום המסופקת להפעלת המכונה (שמה) וכמות החום שהמכונה דוחה (שf) למקור הקור שלו (שיכול להיות המדיום החיצוני):
ראה גם: תרגילים במכונות תרמיות
מפת חשיבה: מכונות תרמיות
* להורדת מפת החשיבה ב- PDF, לחץ כאן!
המנועים המשתמשים ב- מחזור דיזל בעלי התשואות הגבוהות ביותר של מכונות תרמיות - בערך 30% בעוד מנועי בנזין, המשתמשים בדרך כלל ב- מחזור אוטו, יש הכנסה של עד 20%.
תשואה של מכונות תרמיות אידיאליות
המכונות התרמיות האידיאליות, המכונות גם מכונות תרמיות. קרנו, הם תיאורטיים ופועלים על פי מחזור קרנוט. המחזור של קרנו כולל ארבעה שלבים: שניים טרנספורמציות איזותרמיות זה שניים טרנספורמציות אדיאבטיות. התמורות הללו הן, בהתאמה, מְאוֹדלְהַאֵט ו מְאוֹדמָהִיר, מה שהופך את המחזור הזה לבלתי מעשי ב מכונותאמיתי. עם זאת, מכונות אמיתיות מתוכננות כך שמחזור ההפעלה שלהן דומה מאוד למחזור של מכונה אידיאלית, על מנת לקבל את התפוקה הגבוהה ביותר האפשרית.
ניתן לחשב את היעילות של מכונות תרמיות אידיאליות על ידי המשוואה הבאה:
במשוואה שהוצגה לעיל, טf היא הטמפרטורה של מקור הקור, המכונה גם הצ'ילר או הכיור, ו טמה היא הטמפרטורה של המקור החם. חשוב לציין כי הטמפרטורות הכרוכות בחישובים אלה חייבות להתבטא תמיד בקלווין.
ראה גם: מאזניים תרמומטריים והמרותיהם
מאת רפאל הלרברוק
בוגר פיזיקה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
הלרברוק, רפאל. "יעילות מכונות תרמיות"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/rendimento-das-maquinas-termicas.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.
