Перетворювач енергії - фізична школа
Генеалогічне дерево Чумацького Шляху
Повністю інтегрований контроль наноалмазів
Трохи ближче до сонця
Відстані від зірок
Що змушує зірки світити
Вулиця з одностороннім рухом для електронів
У новому підрахуванні знайдені сотні примірників "Ньюсона" (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)
Наша Сонячна система сформувалася менш ніж за 200 000 років
Здоровий для Марса
Перетворювач енергії
A Перетворювач енергії обмінюється енергією між системою та навколишнім середовищем щонайменше у двох видах енергії. Наприклад, бензиновий двигун перетворює хімічну енергію в кінетичну. Широкомасштабні системи перетворення енергії, такі як електростанції, складаються з декількох перетворювачів енергії, які поступово перетворюють основні форми енергії в технічно використовувані форми енергії, такі як електрична енергія або теплова енергія (технологічне та централізоване опалення).
Перетворення енергії називається категорією процесів, в яких енергія обмінюється між системою та навколишнім середовищем щонайменше у двох формах енергії. Розмовний термін також особливо корисний для перетворення енергії в електричну Вироблення енергії загальний і стосується форми енергії, що стає доступною після процесу (електрична енергія), див. Виробництво електроенергії.
Основи
Перетворення енергії підпорядковується фізичним законам. Енергія в закритих системах є величиною збереження, тому її не можна ні генерувати, ні руйнувати. Що стосується технічного використання, то ефективність перетворення має вирішальне значення, оскільки в реальних системах неможливо перетворити 100% однієї форми енергії в іншу. В інших каналах завжди є втрати, переважно у вигляді невикористаного тепла, тобто теплової енергії.
Обидві форми енергії не несуть жодної ентропії в ідеальному способі мислення, так що втрати від перетворення, переважно тепло, заважають вічному двигуну з абсолютною впевненістю. Ентропія, пов'язана з цим теплом і утворюється в процесі, забезпечує збільшення загальної ентропії, необхідної другим законом термодинаміки в реальних процесах.
Приклади
Майже всі технічні та біологічні процеси пов'язані з перетворенням енергії. Звідси є приклади перетворювачів енергії майже для всіх пар енергетичних форм.
Електричний мотор
Електродвигун перетворює електричну енергію в кінетичну.
Парова турбіна
Парова турбіна приводить в дію електричний генератор; теплова енергія перетворюється в електричну. Це турбіни при температурі Т1 подається тепло ΔQ1 несе ентропію ΔS1 = ΔQ1/T1 з самим собою. Вироблена електрична енергія ΔW не має ентропії. Якби все тепло було перетворено в електричну енергію, то ентропія була б такою ΔS1 зникнуть, що, проте, суперечило б Другому Закону. Турбіна дістався до так що відпрацьоване тепло ΔQ2 з температурою Т2 дати яку хоча б ентропію ΔS1 носіння. До енергії відноситься наступне: ΔQ1 = ΔW + ΔQ2 а для ентропії: ΔS2 ≥ ΔS1 ⇔ ΔQ2/T2 ≥ ΔQ1/T1. З другого рівняння це випливає ΔQ2 ≥ ΔQ1 * T2/T1. Це втрата тепла ΔQ2 є абсолютно необхідними через другий закон і можуть використовуватися при заданих температурах Т1 і Т2 не підриваються ніякими технічними заходами. Ця межа ефективності теплової машини реалізується в теоретичних циклових процесах, таких як процес Карно. Крім того, існують технічні втрати від перетворення.
сонячна енергія
Ефективність перетворень зростає із різницею температур (або їх еквівалентом), яку можна використовувати в системі перетворення. Наприклад, фотоефект все частіше використовується у фотоелектриці. Ефективність, досягнута за допомогою прямого фотоелектричного перетворення, все ще нижче звичайного подвійного термомеханічного-електричного перетворення. З іншого боку, набагато більші різниці температур спостерігаються на сонячних теплових електростанціях, в яких, наприклад, енергія випромінювання, сконцентрована дзеркалами, спочатку перетворюється в теплову енергію шляхом поглинання, потім умовно в механічну і, нарешті, електричну енергію.