열 엔진

열 엔진은 열 형태로 제공되는 에너지를 사용한 다음 작업에 사용할 수없는 열을 배출하여 작동합니다. 열과 작업 사이의 상호 작용에 대한 연구는 열역학으로 알려져 있습니다. 열 엔진의 작동은 열역학의 첫 번째 및 두 번째 법칙에 의해 제한됩니다. 첫 번째 법칙은 시스템에 에너지 절약을 적용하는 반면, 두 번째 법은 기계의 가능한 효율성을 제한하고 에너지 흐름의 방향을 정의합니다.

PV 다이어그램 (압력-볼륨) 다이어그램은 열 엔진을 검사하는 데 사용되는 일반적인 시각화 도구입니다. 가스는 일반적으로 엔진의 작업 성분으로 사용되므로 이상적인 가스 법칙은 PV 다이어그램을 온도에 연결하여 엔진 사이클 전체에 걸쳐 가스의 세 가지 기본 상태 변수를 추적 할 수 있습니다. 노동은 가스의 부피가 변할 때만 수행되기 때문에 다이어그램은 수행 된 작업을 묘사합니다. 내부 에너지는 제한되어 있기 때문에. 이상적인 가스 법칙에서 얻은 온도와 결합 된 PV 다이어그램은 가스의 내부 에너지의 변화를 결정하여 최초 열역학 법칙을 사용하여 첨가 된 열량을 계산할 수 있습니다. 결론적으로, PV 다이어그램은 가스를 작업 성분으로 사용하는 열 엔진을 분석하기위한 기초 역할을합니다.

닫힌 루프 PV 다이어그램은 주기적 열 엔진에 사용됩니다. 주기 전체에서 수행 된 작업량은 루프 내부의 영역으로 표시됩니다. 엔진주기의 PV 다이어그램을 카르노 사이클의 가장 효율적인 유형의 열 엔진 사이클과 비교하면 상대적 효율성을 느낄 수 있습니다.

열 엔진 다이어그램

에너지 저장소 모델

에너지 저수지 모델은 열 엔진을 묘사하는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 엔진은 뜨거운 저수지에서 에너지를 흡수하고 그 중 일부를 사용하여 작업을 수행하지만 열역학 제 2 차 법칙에 의해 시원한 저수지로 배출해야합니다. 자동차 엔진의 뜨거운 저수지는 연소 연료 인 반면 콜드 저수지는 연소 제품이 방출되는 대기입니다.

효율성

효율 발현은 광범위하지만, 가장 높은 효율은 카르노 사이클에 국한됩니다. 열병은이 문제를 설명하는 데 사용되는 용어입니다.

열 엔진 사용

1.earth의 열 엔진

지구의 열을 운반 할 때 지구의 대기와 수분권은 지표수, 대류, 강우, 바람 및 해양 순환의 증발을 통해 태양열 불균형을 지속적으로 고르게하는 시스템입니다.

2. 위상 변화 사이클

이 사이클과 엔진의 작동 유체는 가스와 액체입니다. 엔진은 가스에서 액체에서 액체, 액체로 가스 또는 둘 다로 작동하는 유체를 바꾸고 유체를 팽창 시키거나 압축하여 작업을 생성합니다.

rankine 사이클 (클래식 증기 엔진)
재생주기 (랭킨 사이클보다 더 효율적인 증기 엔진)
rankine cycle (유기농) (얼음과 뜨거운 액체 물의 온도 범위의 냉각수 변화 단계)
증기의 액체 사이클

3. 가스 전용 사이클

이 사이클과 엔진의 작동 유체는 항상 가스입니다.
Carnot의 사이클 (Carnot 열 엔진)
스털링 사이클 (칼로리 선박 John Ericsson) Ericsson Cycle (Caloric Ship John Ericsson)

결론

열 엔진은 열을 사용하여 거시적 모션을 생성하는 일종의 엔진 (자동차 모터와 유사)입니다. 마찰은 사람들이 손을 함께 문지르면 (손이 따뜻해지면) 기계적 에너지 (손의 작용)를 열 에너지로 변환합니다. 반면에 열 엔진은 따뜻한 (주변과 비교할 때)에서 오는 에너지를 가져 와서 움직이십시오. 발전기는이 모션을 전기로 변환하는 데 자주 사용됩니다.

열 엔진은 운송 및 전기 생성에 사용되는 거의 모든 에너지를 제공합니다. 가스를 포함한 뜨거운 품목의 열 에너지는 유용한 것으로 전환 될 수 있습니다. 열 엔진은 에너지를 뜨거운 위치에서 시원한 위치로 옮기고 일부를 기계적 에너지로 전환하여 작동하기 위해 열 엔진은 온도 차이가 필요합니다.