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6能量存在的形式多样,
能、机械能、化学能、原
能、电磁能都是能量的不同形式。人工的某
能量转换过程,总是伴随着其他类型的能量转换。发电方式包括了多
能量转换方式:
能转电能,有
电、机械能转电能,有风电、
电、原
能转电能,有
电,电磁能转电能,有太
能发电,化学能转电能,有燃料电池发电。无论哪
方式,能量转变为电能的效率达不到100%。多数都以
能的形式散发到大气中。自然的能量转换不存在这样的目的
。所以就没有效率这样的标准。
内燃机轻油、可燃气燃烧直接产生
温
压气
压气
驱动活
产生定向运动定向->旋转中
功当量表明,418焦耳的功可以转换为1卡的
量,但是并不意味着1卡
量可以转换为418焦耳功!
只对应分
运动速度,但对整
运动方向无要求。功却是要求运动整
有方向。要求更
。简单地说,功比
更有序,破坏比创造容易。
观察:
法国人卡诺仔细研究
转功的问题,给
了理想
机的效率计算公式。即便是理想
机,效率也无法到100%。更不要说实际的
机,效率只会更低。人类设计了若
机,将
转为功。
熵单调增加,就意味着世界上很多事情是无法逆转的。比如人的死亡,
和冷
混合成温
。宇宙会不会最终达到全
平衡?这个无法估计,因为我们无法生存到那时候来验证。
蒸汽机煤、重油燃烧加
产生
温
压蒸汽蒸汽驱动活
产生定向运动定向->旋转大
最早就是蒸汽机,使用燃料加
,生成
压蒸汽推动活
产生定向运动。活
带动一
摇臂轴和曲
将往复运动转换为旋转运动。现在只能在博
馆见到的蒸汽机火车
,就是这类机械的应用。在军事竞争下,
现多胀式蒸汽机,
温蒸汽通过多个汽缸
功,提
了效率和功率。十九世纪末期,当时军舰采用多胀式蒸汽机
动力。随之
现了汽
机(蒸汽涡
机),
压蒸汽直接
在涡
上的叶片(想象风车的叶片),产生旋转运动。功率可以
得非常大,二十世纪初应用于军舰动力,现在多用于
电厂。
电厂发电,也是使用汽
机
行。事实上,
动力航母、潜
艇,都是使用汽
机为动力,而
反应堆无法产生动力,本质就是超大功率的锅炉,只能产生
压蒸汽。内燃机,采用汽油、柴油、可燃气
等,在气缸内直接燃烧生成
温
压气
推动活
运动,略过了加
生成
压蒸汽的过程,效率比蒸汽机
。由于
积小,功率适中,广泛应用于汽车工业,早期飞机也采用这类型发动机
动力(有一
内燃机,旺凯尔发动机,可以直接产生旋转运动)。由蒸汽机改为汽
机的思路
发,内燃机改为燃气
机。这
机械
积小,功率大,推重比
,用于飞机动力。火箭发动机则是原理最简单的
气推
动力机械。燃料燃烧产生
温
压气
直接
,推动火箭前
。
原理完全不同的
功转换装置:燃料电池。这
温和燃烧发生在质
上,并没有
温产生,直接转换为电力,是研究的
。早在50年前就在宇宙飞船上使用,目前已经商业化。
汽
机煤、重油、
反应加
产生
温
压蒸汽
压蒸汽驱动涡
叶片直接产生旋转运动无非常大
的同时,意味着
燃料电池氢气或其他可燃气
在质
上
行燃烧无直接产生电力中
火箭发动机
能燃料燃烧直接产生
温
压气
压气
直接
发动机外产生定向运动无非常大
功转
,100%,
转功,必小于100%。比较功转
和
转功,可以发现,虽然能量守恒,发生能量转换时,能量中无序的
越来越多,有序的功越来越少。而能量转换随时在发生。我们定义自然(宇宙)的无序程度(混
程度)为熵。那么就得
一个结论,自然越来越混
。即自然的熵单调增加。熵与能量中的
量
分相关,但是温度增加也意味着
量增加,因此要扣除温度增加因素。所以熵=过程的
量/绝对温度
(本章未完,请翻页)其他地方在失去能量或能量的等价对象。砍伐树木烧火,获得
能,每年树木都在生长。树木的生长能量来自太
。事实上,在地球上的任何可持续使用的能量,都是太
能的转换。(原
能不是来自于太
,是来自于以前的恒星爆炸遗迹。这些遗迹的残渣组成了地球,也就是说原
能来自于其他已经消失的太
。)
燃气
机轻油燃烧直接产生
温
压气
压气
驱动涡
叶片直接产生旋转运动无大
1在
机应用中,
据情况不同,
现各
变形。斯特林发动机,可称之为外燃机。汽缸中气
不和外界
换,由外
的冷
替来驱动汽缸活
,通过曲柄来产生旋转运动。斯特林发动机效率非常
,可达80%。另外反过来供应机械能,斯特林发动机可以提供
量,变成
泵。使用风能
动力,就成空调了。并且不存在现代空调的缺陷,不使用任何有机致冷剂,对环境无污染。奎西发动机和旺凯尔发动机类似,但优势更大。燃料燃烧充分,污染小。发动机完全平衡,无振
机械名称燃料工作方式驱动方式动力转换功率