Почему невыгодна тепловая машина

 

Неэффективность тепловых машин в связи с их низким КПДТрудно представить себе нашу жизнь без электрической энергии. Электричество освещает наши города и села, плавит металл в электропечах, приводит в движение сотни миллионов приборов и совершает тысячи других полезных дел. Большую часть электроэнергии дают тепловые станции, заполненные тепловыми машинами, где в гигантских котельных сжигают уголь, сланцы, торф, природный газ, и лишь малая часть электроэнергии вырабатывается гидростанциями и атомными станциями.

Усилия ученых направлены на совершенствование процесса получения электроэнергии из топлива, для совершенствования этого невыгодного, но практически безальтернативного метода выработки электроэнергии.

Процесс этот выглядит так. При химической реакции горения (окисления) топлива выделяется энергия тепловая, благодаря которой в котле расширяется пар и приводит в действие лопасти паровой турбины — появляется энергия механическая. Механическая энергия в свою очередь побуждает к работе электрический генератор. Так возникает целая цепочка превращения энергии.

 

По закону сохранения энергии, при каждом преобразовании энергии общее ее количество не изменяется, энергия не теряется безвозвратно и не возникает из ничего. Казалось бы, для практики безразлично, каким образом один вид энергии превращается в другой. На самом же деле это не так — разные виды энергии неравноценны.

Механическую и электрическую энергию можно непосредственно и полностью использовать в виде любой полезной работы и полностью превратить в любой другой вид энергии. Иначе обстоит дело с тепловой энергией. Если мы попытаемся превратить тепловую энергию в механическую, какая-то ее доля всегда останется неиспользованной. Отсюда и проистекает ответ на вопрос, почему невыгодна тепловая машина.

Отношение количества энергии, которое можно использовать для превращения в механическую, к общему количеству тепловой энергии называется коэффициентом полезного действия (к.п.д.) процесса превращения энергии.

К.п.д. тепловых машин зависит от их рабочих температур. Обычно он не превышает 30% (а у паровоза даже 7%) и лишь у самых совершенных машин достигает 40%. Это значит, что больше половины тепловой энергии и в пере-носном и в буквальном смысле вылетает в трубу. Ясно, что тепловая машина — устройство малоэффективное.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: