Hvorfor kan et skib ikke bruge den indre energi i havvand til at betjene motor?

Du har ret til at tænke på den enorme mængde energi, der er gemt i havvand! Imidlertid er det utroligt udfordrende og i øjeblikket upraktisk at udtrække og udnytte denne energi til at drive en skibs motor og i øjeblikket upraktisk på grund af flere grunde:

1. Arten af ​​intern energi:

* spredt energi: Den indre energi i havvand er spredt blandt det store antal molekyler. Denne energi er hovedsageligt i form af tilfældig molekylær bevægelse (varme), ikke en koncentreret form, der let kan konverteres til mekanisk arbejde.

* lav energitæthed: Selvom havet har en enorm mængde energi, er energitætheden (energi pr. Enhedsvolumen) af havvand relativt lav sammenlignet med brændstoffer som olie eller gas.

2. Praktiske udfordringer:

* ekstraktion: Ekstraktion af den interne energi fra havvand kræver et stort og komplekst system. Der findes ingen kendt teknologi, der effektivt kan udtrække denne spredte termiske energi i skala.

* konvertering: Konvertering af termisk energi til mekanisk energi til at drive en motor er ineffektiv og kompleks. Nuværende teknologier, som varmemotorer, er begrænset af Carnot -cyklussen, der dikterer en teoretisk grænse for effektivitet baseret på temperaturforskelle.

* afkøling: Ekstraktion af varme fra havvand ville varme det omgivende vand. I stor skala kunne dette have utilsigtede miljømæssige konsekvenser.

3. Alternative indstillinger:

* Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC): Selvom det ikke direkte ekstraherer intern energi, bruger OTEC temperaturforskellen mellem varmt overfladevand og koldt dybt vand til at generere elektricitet. Dette er en mere lovende tilgang, men står stadig over for udfordringer relateret til effektivitet, skala og omkostninger.

* vindkraft: Skibe kan bruge vindenergi gennem sejl eller vindmøller, en langt mere praktisk og effektiv tilgang.

* fossile brændstoffer og atomkraft: I øjeblikket er langt de fleste skibe afhængige af fossile brændstoffer eller atomkraft til fremdrift.

Kort sagt: Mens havet har en enorm mængde energi, er udtrækning og udnyttelse af denne spredte interne energi til skibets fremdrift i øjeblikket uden for vores teknologiske kapaciteter og ville være upraktisk på grund af effektivitet og miljøhensyn. Alternative energikilder, som OTEC og vindkraft, tilbyder mere lovende muligheder for at udnytte havets energi i fremtiden.