열 효율은 무엇입니까?

열 효율은 출력 에너지를 시스템의 입력 에너지로 나눈 척도입니다. 0%에서 100% 사이 여야합니다. 100%의 열 효율은 시스템에 투입되는 모든 에너지가 다른 형태로 나오지만 나오는 것을 의미합니다. 열 엔진과 냉장고는 모두 열 효율을 가지고 있지만 반대 목표를 달성하려고 노력하고 있습니다. 실제 열 효율은 다양한 이유로 인해 일반적으로 100% 미만으로 상당히 떨어집니다.

휘발유 엔진에서 입력 에너지는 탄화수소 연료의 화학적 결합에 저장됩니다. 탄화수소 분자는 전적으로 수소와 탄소로 구성됩니다. 이 분자들이 산소와 결합 될 때, 이들은 화학적으로 반응하여 일산화탄소 및 물을 형성 할 수있다; 본질적으로, 탄화수소 분자는 분할되어 산소 원자와 결합된다. 그러나 엔진에 유용한이 반응의 일부는 방출되는 열입니다. 휘발유 연소에서 방출되는 열은 관련 입력 에너지입니다.열 효율.

엔진의 열 효율 계산의 출력 에너지는 열이 아니라 기계적 작업입니다. 물리학에서 작업은 거리에 걸쳐 작용하는 힘에 의해 전달되는 에너지의 양입니다. 카펫 위에 상자를 밀어 넣으려면 일정 거리를두면 유한 한 양의 작업이 필요합니다. 이것은 이동 거리의 산물과 동일하며 평균 힘은 가해졌습니다. 같은 방식으로, 휘발유 엔진은 자동차의 바퀴를 움직일 때 작동합니다.

냉장고 또는 에어컨의 경우 열 작업 관계가 역전됩니다. 이 상황에서 원하는 결과는 시스템에서 열을 제거하고 외부 환경에 버리는 것입니다. 따라서 사용 가능한 입력은 기계적 작업이며, 종종 전기적으로 강화 된 압축기에 의해 제공됩니다. 그러나 열 효율을 계산하려면 여전히 출력 에너지를 입력 에너지로 나누어야합니다. 다른물론 가솔린 엔진의 CE는 출력이 열이고 입력이 작동한다는 것입니다.

일반적인 자동차 엔진의 열 효율은 35%미만입니다. 이 숫자는 두 가지 중요한 이유로 낮아 보입니다. 우선, 시스템 온도와 환경 온도와 관련된 열 엔진의 열 효율에 대한 이론적 상한이 있습니다. 온도 차이가 높을수록 이상적인 마찰이없는 엔진이 달성 할 수있는 최대 열 효율이 높아집니다. 이것을 카르노 효율이라고합니다.

두 번째로 자동차 엔진이 분명히 낮은 효율성을 가진 두 번째 이유는 엔진이 이상적인 방식으로 행동하도록 만들 수 없기 때문입니다. 움직이는 부품 사이의 마찰은 지속적으로 엔진 속도를 늦추는 경향이 있습니다. 일부 열은 연소실에서 탈출하여 엔진에 쓸모가 없습니다. 연료가 항상 가장 높은 온도에서 연소되는 것은 아니며 방출 된 열량이 줄어 듭니다. 이러한 이유로, REA의 열 효율L- 월드 장치는 100%미만인 경향이 있습니다.