Hvorfor er varme aldrig 100 procent effektiv?

* entropi: Den anden lov siger, at entropien af ​​et isoleret system altid øges over tid. Entropi er et mål for lidelse eller tilfældighed. I forbindelse med varmeoverførsel betyder det, at en vis energi altid vil gå tabt som ubrugelig varme, hvilket øger den omgivende miljø entropi.

* irreversible processer: Varmeoverførsel er en irreversibel proces. Energi kan flyde spontant fra et varmere objekt til en koldere, men den kan ikke spontant flyde tilbage den anden vej. Denne irreversibilitet resulterer i et tab af brugbar energi.

* Friktion og modstand: Systemer i den virkelige verden har altid et vist niveau af friktion og modstand. Denne friktion konverterer noget af den energi, der er beregnet til varmeoverførsel til ubrugelige former som varme eller lyd.

* Temperaturforskel: Jo større temperaturforskellen mellem varmekilden og modtageren er, desto mere effektiv er varmeoverførslen. Selv med en stor temperaturforskel vil en vis energi stadig gå tabt.

* varmetab til omgivelser: Ethvert system, der udveksler varme med dets omgivelser, vil uundgåeligt miste en vis energi til miljøet, uanset effektiviteten af ​​varmeoverførselsprocessen.

Eksempler:

* kraftværker: Selv de mest effektive kraftværker kan ikke konvertere al energi i deres brændstof til elektricitet. Noget energi går altid tabt som varme til omgivelserne.

* forbrændingsmotorer: Kun en del af energien fra brændende brændstof bruges til at drive en bil; Resten går tabt som varme, lyd og friktion.

* Opvarmning af dit hjem: En ovn eller kedel overfører aldrig 100% af energien fra brændstof til opvarmning af dit hjem. Noget energi vil gå tabt gennem væggene, tag og vinduer.

Konklusion:

Selvom vi kan stræbe efter at forbedre effektiviteten i varmeoverførselsprocesser gennem bedre design og isolering, dikterer de grundlæggende love for termodynamik, at det er umuligt at opnå 100% effektivitet. Nogle energi vil altid gå tabt, hvilket gør varmeoverførsel til en iboende ineffektiv proces.