Hvilken temperatur kræves for at overføre affaldsvarme Miljøet for en motor være 100 procent effektiv?

Problemet med 100% effektivitet

* den anden lov om termodynamik: Denne grundlæggende lov siger, at varme ikke kan flyde spontant fra en koldere krop til en varmere krop. Dette betyder, at * nogle * varme altid vil gå tabt til omgivelserne, selv i den mest effektive motor.

* affaldsvarme er uundgåelig: For at udføre nyttigt arbejde har en motor brug for en temperaturforskel mellem et varmt reservoir (hvor energi tilføjes) og et koldt reservoir (hvor affaldsvarmen dumpes). Jo større temperaturforskel er, jo mere arbejde kan du komme ud af motoren. Men selv med en stor forskel når du aldrig 100% effektivitet.

Den teoretiske grænse (Carnot -effektivitet)

* Carnot -cyklus: Denne teoretiske cyklus beskriver den mest effektive mulige motor, der fungerer mellem to temperaturer.

* carnot effektivitetsformel: Effektiviteten af en Carnot -motor beregnes som:

* effektivitet =1 - (t_cold / t_hot)

Hvor:

* T_COLD er den absolutte temperatur på det kolde reservoir (i Kelvin)

* T_HOT er den absolutte temperatur på det varme reservoir (i Kelvin)

* for at opnå 100% effektivitet: Formlen viser, at T_Cold skulle være absolut nul (0 Kelvin eller -273,15 grader Celsius). Dette er praktisk talt umuligt at opnå.

De virkelige verdens implikationer

* Motordesign: Ingeniører stræber efter at forbedre motorens effektivitet ved at maksimere temperaturforskellen og minimere varmetab.

* Miljøpåvirkning: Affaldsvarme fra motorer bidrager til forurening og klimaændringer. At finde måder at fange og bruge denne affaldsvarme er et vigtigt forskningsområde.

Kortfattet: En teoretisk motor kan kun opnå 100% effektivitet, hvis det kolde reservoir er ved absolut nul. Dette er umuligt i den virkelige verden, så vi har altid noget affaldsvarme fra motorer.