熱効率とは何ですか？

熱効率は、システム内の入力エネルギーで割った出力エネルギーの尺度です。 0％から100％の間でなければなりません。 100％の熱効率は、別の形ではあるが、システムに入れるすべてのエネルギーが出てくることを意味します。 熱エンジンと冷蔵庫はどちらも熱効率に関連していますが、反対の目的を達成しようとしています。 現実世界の熱効率は、さまざまな理由により、一般に100％を大幅に下回っています。

ガソリンエンジンでは、入力エネルギーは炭化水素燃料の化学結合に保存されます。 炭化水素分子は、完全に水素と炭素で構成されています。 これらの分子を酸素と組み合わせると、化学的に反応して一酸化炭素と水を形成できます。本質的に、炭化水素分子は分割され、酸素原子と組み合わされます。 ただし、エンジンに役立つこの反応の一部は、放出される熱です。 ガソリン燃焼から放出される熱は、関連する入力エネルギーです熱効率。

エンジンの熱効率計算における出力エネルギーは、熱ではなく機械的作業です。 物理学では、作業とは、距離にわたって作用する力によって伝達されるエネルギーの量です。 箱をカーペットの上に一定の距離で押すには、有限の量の作業が必要です。これは、移動した距離と平均力が及ぼす距離の積に等しくなります。 同様に、ガソリンエンジンは車の車輪を動かすと機能します。

冷蔵庫またはエアコンの場合、ヒートワークの関係が逆転します。 この状況で望ましい結果は、システムから熱を除去し、外部環境に捨てることです。 したがって、利用可能な入力は機械的作業であり、多くの場合、電動コンプレッサーによって提供されます。 ただし、熱効率を計算するには、出力エネルギーを入力エネルギーで割る必要があります。 違いもちろん、ガソリンエンジンのCEは、出力が熱で、入力が機能していることです。

典型的な自動車エンジンの熱効率は35％未満です。 この数は2つの重要な理由で低いようです。 まず、システム温度と環境温度に関係する熱エンジンの熱効率には、理論上の上限があります。 温度の差が高いほど、理想的な熱効率が高く、摩擦のないエンジンが達成できます。これはカルノの効率と呼ばれます。

自動車エンジンが明らかに効率が低い2番目の理由は、エンジンを理想的に動作させることができないことです。 可動部品間の摩擦は絶えずエンジンを遅くする傾向があります。 いくつかの熱は燃焼室から逃げ、エンジンに役に立たなくなります。 燃料は常に最高の温度で燃えるとは限らず、放出される熱の量を減らします。 これらの理由から、REAの熱効率L-WORLDデバイスは100％をはるかに下回る傾向があります。