Термическая энергия: Термическая энергия — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Термическая энергия — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Термическая энергия

Cтраница 3

Можно лишь тогда ожидать перезарядки соседних катионов, если внутренняя термическая энергия ( температура) допускает заметную ассоциацию, которую при низких температурах опытов следует непременно учитывать.
 [31]

Энергия процесса бимолекулярного соединения ( Е Д / / термическая энергия реагентов) целиком сосредоточена на молекуле продукта. A и теплоемкости всех реагентов, то энергия возбужденного промежуточного состояния также известна. Распределение по энергиям зависит от теплового распределения реагентов. Молекулы продуктов, если они не дезактивируются, будут распадаться на исходные частицы ( рис. 1, а) или, если существует другое направление реакции ( рис. 1, 6 или 1, е) — на другие продукты.
 [32]

Нейтрон, генерированный в атомном реакторе и замедленный до термических энергий путем ряда столкновений с некоторым замедлителем типа графита до тех пор, пока он не достигнет скорости 3 9 км / с, имеет момент 5 2 — 10 Э4 кг-м / с и, следовательно, длину волны 100 им. Это сравнимо с длиной волны рентгеновского излучения, использующейся в дифракции рентгеновских лучей, и поэтому можно ожидать аналогичные дифракционные явления.
 [33]

Энергию, необходимую для испарения, жидкость берет из термической энергии охлаждаемого объема, температура которого вследствие этого понижается. После установления заданной низкой температуры последняя поддерживается благодаря испарению охлаждающей жидкости; при этом поступающее извне, несмотря на тепловую изоляцию, тепло удаляется из охлаждаемого объема.
 [34]

Нейтрон, генерированный в атомном реакторе и замедленный до термических энергий лугем ряда столкновений с некоторым замедлителем типа графита до тех пор, пока он не достигнет скорости 3 9 км / с, имеет момент 5 2 — 10 — 2г кг-м / с и, следовательно, длил у волны 100 им. Это сравнимо с длиной волны рентгеновского излучения, использующейся в дифракции рентгеновских лучей, и лоэтому можно ожидать аналогичные дифракционные явления.
 [35]

Если за поглощением света следует безызлучательная дезактивация, то повышается термическая энергия молекулы, что благоприятствует темновым реакциям расщепления.
 [36]

Сами заряженные частицы движутся хаотически и, следовательно, обладают термической энергией.
 [37]

Перпетуум мобиле второго рода — это машина, которая непрерывно отбирает термическую энергию из окружающей среды ( температура машины и окружающей среды одинакова), преобразует ее в работу и вновь превращает последнюю в термическую энергию.
 [38]

При радиолитических реакциях несомненно возникают, радикалы с более низкой или термической энергией, которые будут участвовать в нормальных радикальных реакциях, не специфичных для радиационной химии. Очевидно, что более высокие алканы возникают из предшествующих простых или тепловых радикалов, которые з присутствии иода фиксируются в виде алкилиоди-дов, путем рекомбинации их.
 [39]

Транспортные процессы не ограничиваются только переходом масс. При нагреве одной части системы термическая энергия переходит через систему до тех пор, пока температура не выравнивается. Термическая проводимость представляет собой переход термической энергии. Электрическая проводимость представляет собой переход заряда или посредством перемещения электродов, как в металлах, или посредством перемещения вднов, как в ионных растворах или ионизированных газах. Вязкость — это транспортное свойство более тонкого качества, и, как мы увидим далее, она связана с транспортом количества движения.

Цивилизация с нуля. Что нужно знать и уметь, чтобы выжить после всемирной катастрофы / Библиотека / Арсенал-Инфо.рф

Термическая энергия

С течением времени человечество все лучше овладевало огнем, все более умело управляло процессом горения и применяло его. Целый ряд основных функций цивилизации немыслим без химических и физических превращений, вызываемых высокой температурой: плавка, ковка и литье металлов, стеклоделие, рафинирование соли, производство мыла, выжигание извести, обжиг кирпича, черепицы и керамических водопроводных труб, отбеливание тканей, хлебопечение, пивоварение и винокурение, а также выполнение сложных промышленных процессов Габера и Сольве, к которым мы вернемся позже. Вспышки пламени, заточенного в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания, движут автомашины, и, даже щелкая выключателем лампы, вы, скорее всего, используете огонь, пусть и горящий где-то далеко на электростанции, — огонь, энергия которого извлекается, преобразуется и по проводам течет в вашу лампочку. Нынешняя техническая цивилизация зависит от применения огня не меньше, чем зависели наши предки, готовившие еду на очагах в первых рукотворных жилищах.

Сегодня основную часть необходимой термической энергии мы получаем напрямую или опосредованно (в виде электричества), сжигая ископаемое топливо: нефть, уголь и природный газ. Одна из технологий, открывших путь промышленной революции, — это производство кокса и его использование во многих промышленных процессах, в том числе упомянутых выше, особенно для плавки металлов и производства стали. С тех пор прогресс нашей цивилизации обеспечивался не возобновляемыми, восстанавливаемыми по мере потребления источниками энергии, а расходованием ископаемого топлива — энергии, запасенной миллионы лет назад, заключенной в преобразованной растительной массе.

Когда истощатся уцелевшие запасы бензина и газа на заправочных станциях, общество, отброшенное планетарной катастрофой к истокам, вероятно, не сможет удовлетворить прежнюю потребность в тепловой энергии. Б?льшая часть доступных месторождений высококачественного топлива уже выработана: изобилие законсервированной готовой к употреблению энергии, которое облегчило нам задачу в первый раз, осталось в прошлом. Нефть больше не бьет из мелких скважин, а за углем нужно все глубже забираться в земные недра, применяя сложнейшие технологии водоотведения, вентиляции и укрепления против обвала[23]. Угля на планете еще много: США, Россия и Китай вместе располагают более чем 500 млн т, но легкодобываемые запасы в основном исчерпаны. Каким-то группам землян, уцелевших после апокалипсиса, может быть, повезет оказаться у неглубоко залегающих угольных пластов, которые можно разрабатывать открытым способом, но все же перезагрузка цивилизации, вероятно, поневоле будет «зеленой».

Как мы увидели в главе 1, после глобального катаклизма леса быстро захватят сельскую местность и даже брошенные города. Небольшая популяция переживших апокалипсис не ощутит дефицита дров, особенно если будет возобновлять вырубки быстрорастущими породами. Спиленный ясень или ветла дадут новые побеги от пня, и через 5–10 лет вырастет новое дерево; таким образом, с гектара лесного хозяйства в год можно получать в среднем от 5 до 10 т древесины. Поленья хороши для камина, для обогрева дома, но для различных задач, неизбежных на долгом пути возрождения цивилизации, потребуется топливо, дающее гораздо больше тепла, чем древесина. Поэтому придется вернуться к старинной практике — выжиганию угля.

Дерево сжигается с ограниченным притоком воздуха: при дефиците кислорода оно не сгорает полностью, а карбонизируется. Летучие вещества, такие как вода и другие небольшие легкие молекулы, легко переходящие в газ, выделяются вовне, а сложные компоненты, составляющие древесину, под действием жара разрушаются — древесина пиролизируется, — и получаются черные куски практически чистого углерода.

Древесный уголь не просто горит жарче своего прекурсора — поскольку из него удалена вся влага и остался только чистый топливный углерод — он примерно в два раза его легче, а значит, более компактен и транспортабелен.

Традиционно для бескислородного пережигания дерева — в чем заключалось ремесло углежога — поленья укладывали в пирамиду с полым каналом в центре, затем обмазывали глиной или обкладывали дерном. Дерево поджигали через отверстие на вершине, и затем за тлеющими дровами тщательно следили, регулируя их горение в течение нескольких дней. Нужного результата можно достичь проще: выройте траншею, заполните ее дровами, подожгите их, дайте разгореться, а потом накройте траншею найденными листами гофрированного железа и присыпьте землей, чтобы перекрыть кислород. Дерево будет тлеть и остывать. Древесный уголь окажется незаменимым чисто сгорающим топливом при возрождении ключевых производств: например, производства керамики, кирпича, стекла и металла, о чем мы поговорим в следующей главе. Если вы окажетесь в местности, где есть доступные залежи каменного угля, у вас под рукой тоже будет прекрасный источник тепловой энергии. Тонна каменного угля дает ее столько же, сколько целый акр леса. Неудобство состоит в том, что сгорает каменный уголь не так жарко, как древесный. К тому же это довольно грязное топливо — копоть может испачкать выпекаемый вами хлеб или выплавляемое стекло, а сталь от содержащихся в угле сернистых примесей становится хрупкой и малопригодной для ковки[24]. Чтобы этого избежать, уголь коксуют.

Это похоже на выжигание древесного угля из древесины. Каменный уголь спекают в печах с ограниченным притоком кислорода, чтобы устранить примеси и летучие вещества, которые, как и побочные продукты сухой перегонки древесины, имеют свое особое применение и для этого конденсируются и запасаются.

Сжигание топлива также дает свет, и, пока возрождающееся общество восстанавливает электросети и заново изобретает лампочку Эдисона, уцелевшим людям придется довольствоваться масляными лампами и свечами[25]. Растительные масла и животные жиры благодаря особенностям их химии служат лучшим компактным источником энергии с управляемым горением. Особенность этих соединений — длинные углеводородные цепи: гирлянды из атомов углерода с прицепленными по бокам атомами водорода, похожие на гусеницу с множеством коротких ножек. Энергия заключена в связях между разными атомами, так что длинные углеводороды представляют собой туго набитые упаковки, которые нужно вскрыть. В процессе горения эти крупные структуры распадаются, и все атомы соединяются с кислородом: водородные образуют воду, а звенья углеродного хребта улетучиваются в составе углекислого газа. Быстрая разборка длинных массивных молекул в ходе окисления высвобождает поток энергии — теплое мерцание свечного огонька.

Простейшей масляной лампой может служить глиняный сосуд с узким носиком или горлышком или просто большая морская раковина. Фитиль, сделанный из волокон льна или из камыша, поднимает жидкое топливо из резервуара туда, где оно испаряется от жара пламени и затем возгорается. С 1850-х гг. обычным топливом для ламп стал керосин (который сегодня носит над облаками реактивные лайнеры), но керосин получают путем дробной перегонки сырой нефти, и произвести его после краха современной технологической цивилизации будет затруднительно. Подойдет любая маслянистая жидкость: рапсовое масло, оливковое или даже топленое сливочное (чистое).

Свече не нужна оболочка, потому что топливо в ней остается твердым, пока в соприкосновении с пламенем не растечется в небольшую лужицу; то есть свеча — это цилиндр твердого топлива, в сердцевине которого проходит фитиль. С выгоранием топлива фитиль обнажается все больше, пламя становится ярче и коптит, если фитиль не подрезать. Избавляет от этой заботы не приходившее никому в голову до 1825 г. усовершенствование: волокна фитиля сплетают в форме плоской ленты, которая естественным образом загибается книзу, так что излишек фитиля уничтожается пламенем.

Современные свечи делаются из парафина, продукта перегонки сырой нефти, а пчелиный воск никогда не будет широкодоступен, однако вполне пригодные свечи можно изготовить из топленого животного жира. Сварите в соленой воде мясную обрезь, соберите с поверхности отвердевший слой жира. Из свиного лярда получаются пахучие и дымные свечи, но говяжий и бараний жир вполне сгодятся. Растопленный жир заливается в форму, либо ряд фитилей просто окунают в расплав и оставляют на воздухе, чтобы слой жира на них застыл. Затем операция повторяется, добавляются слой за слоем, пока не получится нужная толщина.

Термическая энергия — Справочник химика 21

    Вне зависимости от типа реакции конечный результат может быть тот же самый. Если не снизить термическую энергию или [c.474]

    Зоны примыкают друг к другу или перекрываются. Наиболее простой случай этого типа представляют металлы (рис. 111.3). В металлических решетках уровни, занятые электронами, образуют нижнюю энергетическую зону к пей непосредственно примыкает зона, состоящая из свободных уровней— зона проводимости. Между ними нет существенного разрыва. Электронные пары занимают все уровни, начиная с самого нижнего и до верха зоны (рис. III.3, а). Такое размещение осуществляется, однако, лишь при Т=ОК. Уровни отделены столь малыми энергетическими интервалами, что уже термической энергии достаточно для перевода электрона с одного из верхних заполненных уровней в зону проводимости. Поэтому в обычных условиях большое число электронов путешествует по металлу, переходя с одного из вакантных уровней на другой. Этим и объясняется высокая электрическая проводимость металлов. В общем случае энергетические зоны электронов могут не только примыкать друг к другу, но и перекрываться. [c.282]

    Термическая энергия высокотемпературного пламени значительно ниже энергии дуги или искры. Поэтому в пламени возбуждаются только наиболее чувствительные спектральные линии с низкими потенциалами возбуждения. Число элементов, определяемых этим методом, значительно меньше, чем при возбуждении электрическими источниками света. В пламенном фотометре любого типа различают три основные части системы возбуждения и выделения [c.693]

    На вид масс-спектра может оказать заметное влияние и температура в ионизационной камере. Не все молекулы, попавшие в ионный источник, сразу же ионизуются. При большой длине свободного пробега нейтральные молекулы могут многократно сталкиваться с горячими стенками камеры, приобретая до ионизации (дополнительно к уже полученной энергии) большой избыток термической энергии, что приводит к усилению фрагментации. При этом решающее значение имеет природа молекул изучаемого вещества. Характер масс-спектров высокостабильных соединений, например ароматических, практически не зависит от температуры. В случае термически малостабильных алифатических соединений при повышении температуры в ионном источнике от 150 до 250 °С их фрагментация протекает более интенсивно. [c.90]

    Эти данные соответствуют классическому закону равномерного распределения энергии (Клаузиус, 1857 г.) каждая степень свободы движения добавляет в среднюю кинетическую энергию частицы и /2RT в термическую энергию Na частиц. При этом речь идет о системе, [c.123]

    Однако сопоставление вязкости жидкости с полярностью и молекулярным весом (см. стр. 26—27) показывает, что трение при скольжении соприкасающихся молекул часто бывает значительно. Молекулы с сильными переплетающимися силовыми полями, очевидно, могут достаточно сильно прилипать одна к другой даже при боковом ударе, так что одна молекула увлекает за собой другую, сообщая ей часть своей кинетической энергии в направлении, параллельном поверхности соприкосновения, несмотря на то, что, отскочив в перпендикулярном к этой поверхности направлении, она быстро отделяется от нее. Поскольку эти взаимные притяжения между молекулами жидкости компенсируются дезагрегирующим действием термического движения, они теряют способность создавать высокую вязкость. Вот почему в точке кипения, когда эти притяжения в достаточной степени погашаются и для молекул жидкости создается возможность переходить в пары, преодолевая атмосферное давление, вязкости весьма различных жидкостей понижаются почти до одного значения. Соотношение менаду величинами вязкости и упругости пара по существу одинаково как в том случае, когда высокая точка кипения является результатом прежде всего высокого молекулярного веса (т. е. большой поверхности молекулы, доступной для притяжения при отсутствии увеличения термической энергии дезагрегации), так и в том, когда она является результатом высокой полярности (т. е. высокой степени притяжения, приходящегося на единицу поверхности) у малых молекул. Параллелизм проявляется далее в сходстве приближенных формул, часто применяемых в этих

Тепловая термическая энергия — Справочник химика 21

    В XIX в. наука придет к очень важному выводу теплота не содержится в системе, теплота не является свойством системы. Поэтому обе гипотезы окажутся неверными. Первая гипотеза отпадает полностью. Вторая же гипотеза, как выяснится (см. главу VII), применима не к теплоте, а совсем к другой величине. Эта величина получила впоследствии название тепловой (термической) энергии системы. [c.48]








    Действительно заключающаяся в теле теплота и количество теплоты, передаваемой через границы системы, ничего общего ме жду собой не имеют. Точно также внутренняя работа ничего общего не имеет с количеством работы, передаваемой через границы системы. Действительно заключающаяся в теле теплота и внутренняя работа — свойства системы. Если пользоваться современной терминологией, то действительно заключающаяся в теле теплота является кинетической энергией молекул тела, а внутренняя работа — их потенциальной энергией. Кинетическая энергия молекул тела зависит от его температуры. Позтому кинетическую энергию молекул тела называют также тепловой (термической) энергией тела. Читателям теперь должно быть ясно, что вторая гипотеза о природе теплоты (глава 1И) относится не к теплоте в современном термодинамическом смысле этого понятия, а к тепловой энергии .  [c.127]

    Первый закон термодинамики является частным случаем общего закона сохранения энергии в применении к тепловым (термическим) явлениям. При рассмотрении балансов термических процессов необходимо учитывать работу, возникающую вследствие изменения объема системы. [c.14]

    Энергетическое рассмотрение процесса разрушения привело к выводу о том, что разрушение тел, в том числе полимерных, осуществляется при условии преодоления потенциальной энергии взаимодействия между элементами структуры разрушающегося тела. Это преодоление может осуществляться как за счет тепловой (термическая деструкция), так и за счет механической (механическое разрушение), электрической (электронный электрический пробой) и других видов энергии. Нами показано, что, отвлекаясь от специфики наложения теплового, механического и электрического полей, количественные зависимости, связывающие напряженность внешнего поля, тепловую энергию и скорость наложения поля (или время его действия), во всех рассмотренных случаях аналогичны. [c.306]

    Энергия процесса бимолекулярного соединения E + -f-+ термическая энергия реагентов) целиком сосредоточена на молекуле продукта. Если известны величины Е , АН и теплоемкости всех реагентов, то энергия возбужденного промежуточного состояния также известна. Распределение по энергиям зависит от теплового распределения реагентов. Функция распределения может быть представлена уравнением (1), если реагенты находятся в термическом равновесии [19]. Это условие редко не выполняется на практике даже для реакций соединения радикалов, хотя эти реакции фактически происходят при каждом соударении [35]. Молекулы продуктов, если они не дезактивируются, будут распадаться на исходные частицы (рис. 1, а) или, если существует другое направление реакции (рис. 1, Ь или 1, е),— на другие продукты. [c.70]

    Рассмотренный выше оптический метод исследования локальных уровней захвата удобно применять только в том случае, когда селективное поглощение света электронами на локальных уровнях расположено в спектральной области, легко доступной экспериментальному исследованию. Однако мелкие локальные уровни обусловливают селективное поглощение в инфракрасной области, исследование в которой уже не относится к числу простых измерений. Кроме того, оптическая энергия активации отличается от термической энергии активации, а для некоторых практически важных случаев освобождение электронов с локальных уровней происходит за счет тепловой энергии колебаний решетки. В общем, термический метод исследования спектра локальных уровней представляет значительный интерес вследствие его простоты и универсальности. Методом термического высвечивания можно не только получить спектр локальных уровней, но и выделять и исследовать каждую группу уровней в отдельности. [c.90]

    Таким образом, из второго начала термодинамики вытекает, что в длительно работающей машине тепло даже принципиально не может быть полностью превращено в работу — часть тепла идет на повышение термической энергии охладителя. С точки зр

Энергия тепловая — Справочник химика 21

    В то же время обратная реакция — расщепление воды на водород и кислород — требует затраты энергии (тепловой или, лучше, электрической). Расщепление молекулы воды не является самопроизвольным в отсутствие энергии расщепление вообще не происходит, и уже начавшаяся реакция тотчас же прекратится, если подачу энергии прервать. [c.110]

    Теплообмен лучеиспусканием является частным видом теплообмена, при котором происходит превращение тепла в излучаемую энергию. Тепловое и световое лучеиспускание является процессом распространения электромагнитных волн, которые распространяются в пространстве со скоростью 300 000 км/сек. Электромагнитные волны, являющиеся носителями тепловой лучистой энергии, отличаются от волн, соответствующих световому излучению, лишь длиной волны. Если говорят, что тепло передается лучеиспусканием от одного тела к другому, то это является упрощенным объяснением явления, которое в действительности весьма сложно. Количество тепла, которое излучает твердое, жидкое или газообразное тело, является лишь частью общей излучаемой энергии. [c.128]

    Конформационные превращения в молекуле алкана определяются соотношением между потенциальным барьером внутреннего вращения (/ ) вокруг углерод — углеродной связи и кинетической энергией теплового движения. Значение энергетического барьера Екомнатной температуре энергии теплового движения молекул — 3,5 кДж/моль) соответствует свободному внутреннему вращению. Если Е кТ, то внутреннего вращения вокруг углерод — углеродной связи не происходит, а имеют место крутильные колебания. Барьер внутреннего вращения в этане составляет 12 кДж/моль [27]. В свободных молекулах изобутана барьер внутреннего вращения групп СН( равен 15 кДж/моль. [c.24]

    Одна из характерных особенностей высоких температур состоит в том, что энергия теплового движения частиц становится в этих условиях соизмеримой с энергией химических связей в молекулах, с более высокой энергией возбуждения электронов и даже с энергией связи электронов в атомах и молекулах. В результате этого происходят процессы диссоциации, в которых многие радикалы и [c.170]

    Газы при высоких температурах. Повышение температуры прежде всего вызывает усиление всех форм теплового движения частиц. При высоких температурах энергия теплового движения частиц становится соизмеримой с энергией химической связи в молекулах, с энергией возбуждения новых электронных уровней и с энергией связи электронов в атомах и в молекулах. Поэтому при высоких температурах в газе образуются возбужденные частицы и продукты диссоциации молекул в виде свободных атомов или валентно ненасыщенных групп (радикалов), которые могут находиться в равновесии с исходными молекулами. Являясь вместе с тем очень реакционно способными, эти частицы могут вступать во взаимодействие между собой или с другими частицами, образуя новые сочетания. То же относится к продуктам ионизации. Наряду с этим при высоких температурах в газах могут содержаться пары веп1еств, практически не испаряющихся при обычных температурах, а также частицы, образующиеся при термическом разложении этих веществ. В результате при высоких температурах в газах содержатся (при равновесном состоянии

Тепловая эффективность — Thermal efficiency

В термодинамике , то тепловой коэффициент полезное действия ( ) представляет собой безразмерная производительность мера устройства , которое использует тепловую энергию , такие как двигатель внутреннего сгорания , в паровой турбине или паровой двигатель , в котел , печь или холодильник , например. Для теплового двигателя термический КПД — это доля энергии, добавленной за счет тепла ( первичная энергия ), которая преобразуется в чистый выход работы (вторичная энергия). В случае цикла охлаждения или теплового насоса термический КПД представляет собой отношение полезной тепловой мощности для обогрева или отвода для охлаждения к подводимой энергии (коэффициент полезного действия).
ηтчас{\ displaystyle \ eta _ {\ rm {th}}}

Обзор

Выходная (механическая) энергия всегда ниже входной.

В общем, эффективность преобразования энергии — это соотношение между полезной выходной мощностью устройства и входом в энергетическом выражении. Что касается теплового КПД, вводом в устройство является тепло или теплосодержание потребляемого топлива. Желаемый результат — это механическая работа , или нагрев , или, возможно, и то, и другое. Поскольку подводимое тепло обычно связано с реальными финансовыми затратами, запоминающееся общее определение термического КПД:
Qяп{\ displaystyle Q _ {\ rm {in}}}Wотыт{\ displaystyle W _ {\ rm {out}}}Qотыт{\ displaystyle Q _ {\ rm {out}}}

ηтчас≡выгодаСтоимость.{\ displaystyle \ eta _ {\ rm {th}} \ Equiv {\ frac {\ text {преимущество}} {\ text {cost}}}.}

Согласно первому закону термодинамики , выходная энергия не может превышать входную, а согласно второму закону термодинамики она не может быть равной в неидеальном процессе, поэтому

0≤ηтчас<1{\ displaystyle 0 \ leq \ eta _ {\ rm {th}} <1}

Выраженный в процентах, тепловой КПД должен находиться в пределах от 0% до 100%. Эффективность обычно меньше 100%, потому что есть неэффективность, такая как трение и потеря тепла, которые преобразуют энергию в альтернативные формы. Например, типичный бензиновый автомобильный двигатель работает с КПД около 25%, а пиковая мощность крупной электростанции, работающей на угле, составляет около 46%. Прогресс в правилах автоспорта Формулы 1 подтолкнул команды к разработке высокоэффективных силовых агрегатов, пик которых составляет около 45% 50% тепловой КПД. Самый большой дизельный двигатель в мире — 51,7%. Тепловой КПД электростанции с комбинированным циклом приближается к 60%. Такое реальное значение можно использовать как показатель качества устройства.

Для двигателей, в которых сжигается топливо, существует два типа теплового КПД: указанный тепловой КПД и тепловой КПД тормозов. Эта эффективность подходит только при сравнении аналогичных типов или подобных устройств.

Для других систем особенности расчета эффективности различаются, но безразмерный ввод остается прежним. Эффективность = выходная энергия / входная энергия

Тепловые двигатели

Тепловые двигатели преобразуют тепловую энергию , или тепло, Q _in в механическую энергию , или работу , W _out . Они не могут сделать эту задачу прекрасно, так что некоторые из входных тепловой энергии не превращаются в работу, но рассеиваются в виде тепла отходов Q _вне в окружающую среду

Qяпзнак равноWотыт+Qотыт{\ Displaystyle Q_ {in} = W _ {\ rm {out}} + Q _ {\ rm {out}} \,}

Тепловой КПД теплового двигателя — это процент тепловой энергии, преобразованной в работу . Термический КПД определяется как

ηтчас≡WотытQяпзнак равноQяп-QотытQяпзнак равно1-QотытQяп{\ displaystyle \ eta _ {\ rm {th}} \ Equiv {\ frac {W _ {\ rm {out}}} {Q _ {\ rm {in}}}} = {\ frac {{Q _ {\ rm { in}}} — Q _ {\ rm {out}}} {Q _ {\ rm {in}}}} = 1 — {\ frac {Q _ {\ rm {out}}} {Q _ {\ rm {in}} }}}

КПД даже самых лучших тепловых машин невысок; обычно ниже 50% и часто намного ниже. Таким образом, энергия, теряемая тепловыми двигателями в окружающую среду, — это большая трата энергоресурсов. Поскольку большая часть производимого в мире топлива идет на тепловые двигатели, возможно, до половины полезной энергии, производимой во всем мире, тратится впустую из-за неэффективности двигателей, хотя современные схемы когенерации , комбинированного цикла и утилизации энергии начинают использовать это тепло для других целей. . Эту неэффективность можно объяснить тремя причинами. Существует общий теоретический предел эффективности любого теплового двигателя из-за температуры, называемый эффективностью Карно. Во- вторых, конкретные типы двигателей имеют более низкие лимиты на их эффективности из — за присущего необратимости этого цикла двигателя они используют. В-третьих, неидеальное поведение реальных двигателей, такое как механическое трение и потери в процессе сгорания, приводит к дальнейшим потерям эффективности.

Эффективность Карно

Второй закон термодинамики ставит фундаментальный предел тепловой эффективности всех тепловых двигателей. Даже идеальный двигатель без трения не может преобразовать в работу около 100% подводимого тепла. Ограничивающими факторами являются температура, при которой тепло поступает в двигатель, и температура окружающей среды, в которую двигатель отводит отработанное тепло , измеренные в абсолютной шкале, такой как шкала Кельвина или Ренкина . Из теоремы Карно для любого двигателя, работающего между этими двумя температурами:
ТЧАС{\ Displaystyle Т _ {\ rm {H}} \,}ТC{\ Displaystyle Т _ {\ rm {C}} \,}

ηтчас≤1-ТCТЧАС{\ displaystyle \ eta _ {\ rm {th}} \ leq 1 — {\ frac {T _ {\ rm {C}}} {T _ {\ rm {H}}}} \,}

Это предельное значение называется КПД цикла Карно, потому что это КПД недостижимого, идеального, обратимого цикла двигателя, называемого циклом Карно . Ни одно устройство, преобразующее тепло в механическую энергию, независимо от его конструкции, не может превзойти эту эффективность.

Примерами являются температура горячего пара, поступающего в турбину паровой электростанции , или температура, при которой топливо горит в двигателе внутреннего сгорания . {\ circ} {\ text {F}} = 294 {\ text {K}} \, }

ηтчас≤(1-294K1089K)100%знак равно73,0%{\ displaystyle \ eta _ {\ rm {th}} \ leq \ left (1 — {\ frac {294K} {1089K}} \ right) 100 \% = 73,0 \%}

Можно видеть, что, поскольку это фиксируется окружающей средой, единственный способ для конструктора повысить КПД двигателя по Карно — это увеличить температуру, при которой в двигатель добавляется тепло. Эффективность обычных тепловых двигателей также обычно увеличивается с увеличением рабочей температуры , а современные конструкционные материалы, которые позволяют двигателям работать при более высоких температурах, являются активной областью исследований.
ТC{\ Displaystyle Т _ {\ rm {C}} \,}ТЧАС{\ Displaystyle Т _ {\ rm {H}} \,}

По другим причинам, подробно описанным ниже, практические двигатели имеют КПД намного ниже предела Карно. Например, средний автомобильный двигатель имеет КПД менее 35%.

Теорема Карно применима к термодинамическим циклам, где тепловая энергия преобразуется в механическую работу. Устройства, которые преобразуют химическую энергию топлива непосредственно в электрическую работу, например, топливные элементы , могут превышать КПД Карно.

Эффективность цикла двигателя

Цикл Карно обратим и, таким образом, представляет собой верхний предел эффективности цикла двигателя. Практические циклы двигателя необратимы и, следовательно, имеют более низкий КПД, чем КПД Карно при работе между теми же температурами и . Одним из факторов, определяющих эффективность, является то, как тепло добавляется к рабочему телу в цикле и как оно удаляется. Цикл Карно обеспечивает максимальную эффективность, поскольку все тепло добавляется к рабочему телу при максимальной температуре и отводится при минимальной температуре . Напротив, в двигателе внутреннего сгорания температура топливно-воздушной смеси в цилиндре не приближается к пиковой температуре, когда топливо начинает гореть, и достигает максимальной температуры только тогда, когда все топливо израсходовано, поэтому средняя температура при котором добавляется меньше тепла, что снижает эффективность. {\ gamma} -1)} {\ gamma ( r _ {\ rm {c}} — 1)}} \,}

• Цикл Ренкина: паровые электростанции Цикл Ренкина — это цикл, используемый на паротурбинных электростанциях. Подавляющая часть электроэнергии в мире вырабатывается с помощью этого цикла. Поскольку рабочая жидкость цикла, вода, во время цикла переходит из жидкости в пар и обратно, их эффективность зависит от термодинамических свойств воды. Тепловой КПД современных паротурбинных установок с циклами повторного нагрева может достигать 47%, а в установках с комбинированным циклом , в которых паровая турбина приводится в действие за счет тепла выхлопных газов газовой турбины, он может приближаться к 60%. {\ frac {1- \ гамма} {\ gamma}} \,}

  Прочие недостатки
  

  Не следует путать термический КПД с другими КПД, которые используются при обсуждении двигателей. Приведенные выше формулы эффективности основаны на простых идеализированных математических моделях двигателей без трения и рабочих жидкостей, которые подчиняются простым термодинамическим правилам, называемым законом идеального газа . Реальные двигатели имеют много отклонений от идеального поведения, что приводит к потере энергии и снижению фактического КПД ниже теоретических значений, указанных выше. Примеры:

  • трение движущихся частей
  • неэффективное сгорание
  • потери тепла из камеры сгорания
  • отклонение рабочего тела от термодинамических свойств идеального газа
  • аэродинамическое сопротивление воздуха, движущегося через двигатель
  • энергия, используемая вспомогательным оборудованием, таким как масляные и водяные насосы.
  • неэффективные компрессоры и турбины
  • несовершенные фазы газораспределения

  Эти факторы могут быть учтены при анализе термодинамических циклов, однако обсуждение того, как это сделать, выходит за рамки данной статьи.

  Преобразование энергии
  

  Для устройства, которое преобразует энергию из другой формы в тепловую (например, электрический нагреватель, бойлер или печь), тепловой КПД равен

  ηтчас≡QотытQяп{\ displaystyle \ eta _ {\ rm {th}} \ Equiv {\ frac {Q _ {\ rm {out}}} {Q _ {\ rm {in}}}}}

  где величины являются тепловыми эквивалентами.
  Q{\ displaystyle Q}

  Так, для котла, который производит 210 кВт (или 700 000 БТЕ / ч) на каждые 300 кВт (или 1 000 000 БТЕ / ч) тепловой энергии на входе, его тепловой КПД составляет 210/300 = 0,70, или 70%. Это означает, что 30% энергии теряется в окружающей среде.

  Электрический резистивный нагреватель имеет тепловую эффективность , близкий к 100%. При сравнении нагревательных устройств, таких как высокоэффективный резистивный нагреватель, с печью, работающей на природном газе, КПД 80%, необходимо провести экономический анализ, чтобы определить наиболее экономичный выбор.

  Влияние теплотворной способности топлива
  

  Теплотворная из топлива представляет собой количество тепла выпущен в ходе экзотермической реакции (например, горения ) и является характеристикой каждого вещества. Он измеряется в единицах энергии на единицу вещества, обычно массы , например: кДж / кг, Дж / моль .

  Теплотворная способность топлива выражается как HHV, LHV или GHV, чтобы различать теплоту фазовых переходов:

  • Более высокая теплотворная способность ( HHV ) определяется путем возврата всех продуктов сгорания к исходной температуре до сгорания и, в частности, конденсации любого образующегося пара. Это то же самое, что и термодинамическая теплота сгорания .
  • Низшая теплотворная способность ( НТС ) (или низшая теплотворная способность ) определяется путем вычитания теплоты испарения водяного пара из более высокой теплотворной способности. Таким образом, энергия, необходимая для испарения воды, не выделяется в виде тепла.
  • Полная теплотворная способность учитывает воду в выхлопных газах, выходящих в виде пара, и включает жидкую воду в топливе перед сгоранием. Это значение важно для таких видов топлива, как древесина или уголь , которые обычно содержат некоторое количество воды перед сжиганием.

  Используемое определение теплотворной способности существенно влияет на любую указанную эффективность. Если не указывать, является ли эффективность HHV или LHV, такие цифры вводят в заблуждение.

  Тепловые насосы и холодильники
  

  Тепловые насосы , холодильники и кондиционеры используют работу для перемещения тепла из более холодного места в более теплое, поэтому их функция противоположна функции теплового двигателя. Работа энергия ( Вт _в ) , который применяется к ним преобразуются в тепло, и сумма этой энергии и тепловой энергии , которая перемещается из холодного резервуара ( Q _C ) равна суммарная тепловой энергия добавляется к горячему резервуару ( Q _H )

  QЧАСзнак равноQC+Wяп{\ Displaystyle Q _ {\ rm {H}} = Q _ {\ rm {C}} + W _ {\ rm {in}} \,}

  Их эффективность измеряется коэффициентом полезного действия (COP). Тепловые насосы измеряются эффективностью, с которой они добавляют тепло к горячему резервуару, COP _{отопления} ; холодильники и кондиционеры по эффективности отвода тепла из холодного салона, _{охлаждение} COP :

  CОпчасеатяпграмм≡QЧАСWяп{\ displaystyle \ mathrm {COP} _ {\ mathrm {heating}} \ Equiv {\ frac {Q _ {\ rm {H}}} {W _ {\ rm {in}}}} \,}

  CОпcооляпграмм≡QCWяп{\ displaystyle \ mathrm {COP} _ {\ mathrm {охлаждение}} \ Equiv {\ frac {Q _ {\ rm {C}}} {W _ {\ rm {in}}}} \,}

  Причина, по которой термин «коэффициент полезного действия» используется вместо «эффективности», состоит в том, что, поскольку эти устройства перемещают тепло, а не создают его, количество тепла, которое они перемещают, может быть больше, чем входная работа, поэтому COP может быть больше чем 1 (100%). Следовательно, тепловые насосы могут быть более эффективным способом нагрева, чем просто преобразование входящей работы в тепло, как в электронагревателе или печи.

  Поскольку они являются тепловыми двигателями, эти устройства также ограничены теоремой Карно . Предельное значение «эффективности» Карно для этих процессов с равенством, теоретически достижимым только при идеальном «обратимом» цикле, составляет:

  CОпчасеатяпграмм≤ТЧАСТЧАС-ТCзнак равноCОпчасеатяпграмм,cарпот{\ displaystyle \ mathrm {COP} _ {\ mathrm {heating}} \ leq {\ frac {T _ {\ rm {H}}} {T _ {\ rm {H}} — T _ {\ rm {C}}} } = \ mathrm {COP} _ {\ mathrm {отопление, карнот}}}

  CОпcооляпграмм≤ТCТЧАС-ТCзнак равноCОпcооляпграмм,cарпот{\ displaystyle \ mathrm {COP} _ {\ mathrm {охлаждение}} \ leq {\ frac {T _ {\ rm {C}}} {T _ {\ rm {H}} — T _ {\ rm {C}}} } = \ mathrm {COP} _ {\ mathrm {охлаждение, carnot}}}

  Одно и то же устройство, используемое при одинаковых температурах, более эффективно, если рассматривать его как тепловой насос, чем как холодильник:

  CОпчасеатяпграмм-CОпcооляпграммзнак равно1{\ displaystyle \ mathrm {COP} _ {\ mathrm {heating}} — \ mathrm {COP} _ {\ mathrm {охлаждение}} = 1 \,}

  Это связано с тем, что при нагревании работа, используемая для запуска устройства, преобразуется в тепло и добавляет желаемый эффект, тогда как, если желаемый эффект заключается в охлаждении, тепло, возникающее в результате входной работы, является просто нежелательным побочным продуктом. Иногда термин КПД используется для обозначения отношения достигнутого COP к COP Карно, которое не может превышать 100%.

  Энергоэффективность
  

  «Термический КПД» иногда называют энергоэффективностью . В Соединенных Штатах при повседневном использовании SEER является наиболее распространенным показателем энергоэффективности для охлаждающих устройств, а также для тепловых насосов в режиме нагрева. Для нагревательных устройств с преобразованием энергии часто указывается их пиковая стационарная тепловая эффективность, например, «эта печь эффективна на 90%», но более подробным показателем сезонной энергоэффективности является годовая эффективность использования топлива (AFUE).

  Теплообменники
  

  Противоточный теплообменник — это наиболее эффективный тип теплообменника для передачи тепловой энергии от одного контура к другому. Однако для более полного представления об эффективности теплообменника необходимо учитывать эксергетические факторы . Тепловой КПД двигателя внутреннего сгорания обычно выше, чем у двигателей внешнего сгорания. Системы кондиционирования и оборудования объем ASHRAE Handbook , ASHRAE , Inc., Атланта,Джорджия, США, 2004

PPT — Thermal Energy PowerPoint Presentation, скачать бесплатно

• Thermal Energy Chapter 12 Physics Principles and Problems Zitzewitz, Elliot, Haase, Harper, Herzog, Nelson, Nelson, Schuler and Zorn McGraw Hill, 2005

• в веществе может иметь потенциальную или кинетическую энергию. Например, молекулы газа постоянно обмениваются кинетической энергией при столкновении. • Тепловая энергия — полная энергия всех молекул.• Температура — средняя энергия на молекулу. http://www.nhn.ou.edu/~jeffery/course/c_energy/energyl/lec004/gas_001_kinetics.gif

• Молекулы в горячем объекте имеют большую кинетическую и потенциальную энергию в единиц, чем молекулы в холодном объекте. • Следовательно, воздушный шар, который нагревается, будет расширяться (молекулы ударяются о стороны шара все сильнее и быстрее), а охлаждаемый воздушный шар сжимается http://tannerm.com/images/temp1.gif

• Помните, температура — это средняя кинетическая энергия частиц в объекте.Следовательно, если два объекта имеют одинаковую массу, а один объект имеет большую температуру, то его частицы имеют большую среднюю кинетическую энергию. • Однако тепловая энергия — это общее количество кинетической энергии всех частиц. Следовательно, тепловая энергия зависит от количества частиц в объекте, а температура — нет.

• Thermal Equilibrium • Когда два объекта с разными температурами помещаются вместе (например, термометр и вода). Частицы более горячего объекта будут передавать свою энергию частицам более холодного объекта.Когда поток энергии между этими двумя объектами одинаков, равны и их температуры. http://physics.csustan.edu/Marvin/HeatLightSound/Summaries/Image62.gif

• Тепло — энергия, которая передается между объектами. • Проводимость — частицы, находящиеся в непосредственном контакте друг с другом • Конвекция — движение жидкости (жидкости или газа), вызванное перепадами температур (горячий воздух поднимается, холодный воздух опускается). • Излучение — передача энергии электромагнитными волнами (материя не нужна, например энергия солнца, достигающая земли через космический вакуум).http://www.beodom.com/assets/images/blog/principles-thermal-insulation/heat-transmittance-means.jpg

• Удельная теплоемкость — количество энергии, которое необходимо добавить к материалу для повышения температура единицы массы на одну единицу температуры (зависит от размера объекта и материала, из которого он сделан). http://blog.khymos.org/wp-content/2007/02/heat-capacity-conductance.jpg

• Тепло, получаемое или теряемое (теплопередача) объектом при изменении его температуры , зависит от масса, изменение температуры и удельная теплоемкость вещества.• Теплопередача Q = mC∆T = mC (Tf — Ti)

• В закрытой системе сохранение энергии требует, чтобы тепловой энергии объекта A плюс тепловая энергия объекта B были постоянными. EA + EB = 0 (постоянная) • Таким образом, изменения тепловой энергии также постоянны. ∆EA + ∆EB = 0 (константа) • Помните, что ∆E = Q = mC ∆T • Следовательно, mACA ∆TA + mBCB ∆TB = 0 • Используя это уравнение, вы можете решить для конечных или начальных температур A или B.

• Точка плавления • Температура, при которой вещество превращается из твердого в жидкость.Вся добавленная тепловая энергия идет на преодоление сил, которые удерживают частицы в твердой форме. http://static.zooomr.com/images/533998_44b094df18_b.jpg

• Точка кипения • Температура, при которой вещество переходит из жидкости в газ. Вся добавленная тепловая энергия идет на преодоление сил, удерживающих частицы вместе в жидкой форме. http://whatscookingamerica.net/Foto4/BoilingWater.bmp

• На этом графике показана температура льда, превращаемого в пар градусов.Обратите внимание на плоские места на графике. Что здесь происходит? http://icn2.umeche.maine.edu/newnav/NewNavigator/images/phases3.jpg

• Тепло плавления — количество энергии, необходимое для плавления 1 кг вещества (изменение состояния, а не температура) . Q = mHf (количество тепла, необходимое для плавления твердого тела = масса, умноженная на тепло фузина) • Теплота испарения — количество энергии, необходимое для испарения 1 кг жидкости (изменение состояния, а не температуры). Q = mHv (количество тепла, необходимое для испарения жидкости = масса, умноженная на теплоту пара) • Отрицательные значения любого из них указывают количество тепла, которое необходимо отвести, чтобы превратиться в жидкость или твердое тело.

• Первый закон термодинамики • Изменение тепловой энергии (внутренней) объекта равно количеству тепла, добавляемого к объекту, за вычетом работы, выполняемой объектом. ∆U = Q — W http://www.astrosciences.info/Ergodynamics_files/image001.gif

• Преобразовать механическую энергию в тепловую просто (потрите руки вместе). • Тепловой двигатель (т.е. двигатель автомобиля) преобразует тепловую энергию в механическую. http: //physics.uoregon.edu / ~ course / dlivelyb / ph261 / heat_engine_schem.gif

• Второй закон термодинамики • Связывает энтропию (меру беспорядка в системе) с первым законом термодинамики. • Например, падающий мяч имеет как потенциальную, так и кинетическую энергию. Когда он сталкивается с молекулами воздуха, они поглощают эту энергию и перемещаются в случайных направлениях и скоростях. Это увеличение беспорядка можно назвать энтропией. http: //hyperphysics.phy-astr.gsu.e du / hbase / therm / imgthe / timarr.gif

• Второй закон термодинамики • Энтропия содержится в объекте. Если к этому объекту добавляется тепло, энтропия увеличивается (и наоборот). • Изменение энтропии объекта равно количеству тепла, добавленного к объекту, деленному на температуру объекта. ∆S = Q / T

• Этот закон также называют законом энтропии. Из-за этого закона тепло будет течь только от горячего объекта к холодному. Добавлена ​​работа по использованию, объекты всегда будут двигаться в сторону большей энтропии.http://www.termodynamics.com/pictures/thermo1.gif

Обзоры

energy therm — интернет-магазины и обзоры тепловой энергии на AliExpress

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для тепловой энергии. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот высокопроизводительный термостат в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что получили тепловую энергию на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в тепловой энергии и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести energy therm по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Преобразование тепловой энергии океана

Преобразование тепловой энергии океана

Введение

Преобразование тепловой энергии океана, или OTEC, использует морскую воду для преобразования солнечной энергии в электричество.Он основан на температурном градиенте океана — снижении температуры от нагретых солнцем вод на поверхности до холодных вод на больших глубинах. Установки OTEC подают горячую и холодную морскую воду и пропускают ее через теплообменники и водяные конденсаторы, при этом вращая турбины, вырабатывающие электричество. Это может быть сделано эффективно только тогда, когда температурный градиент в верхних 1000 метров океана превышает 20 ° C. Эти условия встречаются в большинстве тропических морей Земли.

Концепция мощности OTEC чрезвычайно привлекательна. Солнечный свет бесплатный и возобновляемый каждое утро. По оценкам ученых, OTEC может генерировать миллиарды ватт электроэнергии. Однако построено лишь несколько заводов, в основном экспериментальных. Одна из проблем, которые ограничивают OTEC, заключается в том, что необходимый температурный градиент находится в море, но мощность, которую он может генерировать, необходима на суше. В этом упражнении вы изучите некоторые вопросы, связанные с этой дилеммой, сравнив наземные и морские объекты OTEC.

Инструкции

Изучите и сравните две схемы объектов OTEC. Вы можете щелкнуть каждую диаграмму, чтобы увидеть увеличенное изображение. Как только вы поймете, как работает каждый из OTEC, ответьте на вопросы ниже.

---

Вопросы

Установки

OTEC, построенные на суше, могут легко передавать свою электроэнергию в коммерческие электрические сети, но не имеют немедленного доступа к температурному градиенту.

1. Как эти растения используют тепловую энергию океана? Как это может повлиять на стоимость и эффективность производства электроэнергии?

   Проверить ответ

   У наземных растений длинные трубы выходят в океан, одна — близко к поверхности — для теплой воды, а другая — глубокая для сбора холодной воды.Эти трубы должны быть очень длинными, чтобы дойти от берега до двух крайних значений температурного градиента. Строительство и обслуживание системы, вероятно, обходятся дорого, поскольку трубы проходят через очень энергичную береговую зону. И для того, чтобы перекачивать воду так далеко, потребуется много энергии, что снизит чистое производство электроэнергии.

2. Какие физические факторы (например, география, геология и топография) могут повлиять на то, где могут быть расположены наземные объекты OTEC?

   Проверить ответ

   Температурный градиент достаточно крутой для OTEC только в тропических регионах.Морское дно должно было бы довольно быстро опуститься рядом с берегом, чтобы обеспечить доступ к глубокой холодной воде. Земля на берегу океана должна быть стабильной, большой и достаточно ровной для крупного энергетического объекта.

3. На основании вышеизложенного, где, по вашему мнению, наземные заводы OTEC будут наиболее рентабельными?

   Проверить ответ

   Наземные OTEC, вероятно, будут практическим источником энергии на тропических островах — они не только имеют характеристики, описанные выше, им часто не хватает других источников энергии, таких как месторождения нефти и угля.

Установки OTEC, построенные на судах в море, находятся прямо над температурным градиентом, но сталкиваются с проблемами при передаче производимой ими энергии на берег.

1. Как электричество, вырабатываемое океанским заводом OTEC, могло попасть на берег? Как это может повлиять на стоимость и эффективность производства электроэнергии?

   Проверить ответ

   Электричество должно было проходить через подводные силовые кабели. Это снизит эффективность установки из-за потерь энергии при передаче.Кроме того, обслуживание кабелей будет дорогостоящим, поскольку они окружены агрессивной соленой водой и подвержены воздействию волн и течения.

2. Некоторые предлагаемые плавучие установки OTEC не отправляют электричество на берег, а используют его на борту для производства топлива, такого как водород, который затем доставляется на сушу. Каковы некоторые преимущества и недостатки добавления этого дополнительного шага в создании мощности?

   Проверить ответ

   Можно было бы избежать затрат и неэффективности подводных линий электропередачи, а корабли были бы мобильными, чтобы они могли перемещаться в районы с самым крутым температурным градиентом или уходить с пути опасных штормов или морских условий.Произведенное топливо можно доставлять на большие расстояния, так что даже страны, не имеющие выхода к морю, могут использовать энергию OTEC.

   Но процесс производства топлива будет использовать часть энергии, уменьшая чистое производство энергии. Для транспортировки готового топлива потребуются корабли и рабочая сила, что приведет к увеличению затрат. Многие из этих видов топлива опасны в производстве и обращении — например, водород довольно взрывоопасен.

3. В каких регионах наиболее вероятно использование оффшорных заводов OTEC?

   Проверить ответ

   Сами корабли должны оставаться в тропических водах и лучше всего подходят для районов, которые защищены близлежащими массивами суши или имеют более спокойные морские условия.Якорные корабли были бы решением для экваториальных стран, у которых нет подходящей земли для береговых сооружений.
   Мобильные корабли с химическими заводами на борту могли быть построены и поставлять топливо в любую страну, которая могла себе это позволить, даже в те, которые расположены далеко от моря и тропиков.

Критическое мышление

OTEC часто называют экологически чистым источником энергии, поскольку он «чистый» и возобновляемый. Опишите некоторые потенциальные экологические преимущества этого источника энергии.Но не существует такой вещи, как «бесплатный обед» — порассуждайте о некоторых экологических недостатках заводов OTEC.

Проверить ответ

Ученые стремятся понять и объяснить, как устроен мир природы. На многие вопросы, поднятые в ходе этой попытки, нет однозначных ответов.

Установки OTEC забирают горячую и холодную воду из моря, но эти ресурсы постоянно пополняются естественными геологическими процессами. В отличие от обычных видов топлива, таких как нефть и уголь, энергия OTEC не требует горных или буровых работ и не производит токсичных побочных продуктов.

Но береговые сооружения должны строиться вдоль береговой линии, которая часто является экологически уязвимой. Неприглядные растения и линии электропередач. Сопутствующие объекты, такие как холодильные установки или крупномасштабное сельское хозяйство или аквакультура, могут иметь большую площадь и мешать обитанию местных видов.

Суда в море могут проливать или сбрасывать химикаты, топливо или другие токсичные вещества за борт.

Оба типа установок сбрасывают большие объемы использованной холодной и теплой воды обратно в море после использования.Если температура этой воды заметно отличается от температуры окружающей морской воды, это может нанести вред морским обитателям. Эта вода могла быть загрязнена опасными веществами во время процесса OTEC.

Тепловая энергия | TNO

Мы фокусируемся на десяти социальных сферах.

• Главная страница Основные направления
• Искусственный интеллект
  • Области применения
    • Персонализированное здоровье
    • Автономные автомобили и системы
    • Кибер-безопасности
    • Профилактическое обслуживание
    • Политика на основе данных
    • Умная промышленность
  • Вызовы
    • Конфиденциальность и этика в AI
    • Обучение на небольших наборах данных
    • Безопасность и обмен данными
    • Прозрачный AI
    • Человеко-машинная команда
  • Методы
    • Обработка естественного языка
    • Справедливое машинное обучение
    • Глубокое зрение
    • Представление знаний и рассуждения
    • Робототехника и автономные агенты
  • Appl.AI События
    • Конференция Appl.AI 2021
    • Вебинар Appl.AI №1: Принятие решений правительством
    • Appl.Вебинар AI №2: Беспилотные автомобили
    • Вебинар Appl.AI №3: Профилактическая помощь
• Оборона, Безопасность и Безопасность
  • Дорожные карты
    • Операции и человеческий фактор
    • Информационные и сенсорные системы
    • Национальная безопасность
    • Защита, боеприпасы и оружие
  • Группы экспертов
    • Интеллектуальная визуализация
    • Интеллектуальные автономные системы.
    • Акустика и сонар
    • Системы оружия
    • Взрывы, баллистика и защита
    • Химическая, биологическая, радиологическая и ядерная (CBRN) защита
    • Энергетические материалы
    • Человеческое поведение и организационные инновации
    • Сетевые организации
    • Инновации в обучении и производительности
    • Восприятие и когнитивные системы
    • Военные операции
    • Моделирование, симуляция и игры
    • Электронная защита
    • Радарные технологии
• Энергетический переход
  • Дорожные карты
    • На пути к повсеместной солнечной энергии
    • На пути к крупномасштабному производству энергии ветра
    • На пути к широкой поддержке энергетического перехода
    • На пути к производящей энергию среде
    • На пути к CO2-нейтральному топливу и сырью
    • На пути к производству с нейтральным выбросом CO2
    • На пути к надежной, доступной и справедливой энергетической системе
    • Геологическая служба Нидерландов
  • Экспертиза
    • Консультативная группа по экономическим вопросам
    • Биомасса и энергоэффективность
    • Геоданные и ИТ
    • Геомоделирование
    • Теплопередача и динамика жидкости
    • Прикладные науки о Земле
    • Солнечная энергия
    • Солнечные технологии и приложения
    • Устойчивые процессы и энергетические системы
    • Энергия ветра
• Промышленность
  • Дорожные карты
    • Гибкие продукты и продукты произвольной формы
    • Космическое и научное оборудование
    • Полупроводниковое оборудование
    • Устойчивая химическая промышленность
  • Группы экспертов
    • Holst Center
    • Космическая и системная инженерия
    • Оптика
    • Оптомехатроника
    • Нано-инструменты
    • Квантовая технология
    • Материалы Решения
    • Печать продуктов питания и фармацевтики
• Здания, Инфраструктура и Морской
  • Дорожные карты
    • Здания и Инфраструктура
    • Морские и офшорные
  • Группы экспертов
    • Строительная физика и системы
    • Структурная надежность
    • Структурная динамика
• Циркулярная экономика и окружающая среда
  • Дорожные карты
    • Циркулярная экономика
    • Окружающая среда и климат
  • Группы экспертов
    • Экологическое моделирование, зондирование и анализ
    • Климат, воздух и устойчивость
• Здоровая жизнь
  • Дорожные карты
    • Технологии здравоохранения и цифровое здоровье
    • Биомедицинское здоровье
    • Работа
    • молодежь
  • Группы экспертов
    • Анализ рисков для продуктов в разработке (RAPID)
    • Микробиология и системная биология
    • Исследования метаболического здоровья
    • Здоровье ребенка
    • Технологии здоровья на работе
    • Устойчивая производительность и трудоустройство
• Движение и транспорт
  • Дорожные карты
    • SMART и безопасное движение и транспорт
    • Устойчивое движение и транспорт
  • Группы экспертов
    • TNO исследования силовых агрегатов
    • Исследования комплексной безопасности транспортных средств
    • Устойчивый транспорт и логистика
    • Устойчивая городская мобильность и безопасность
• Информационно-коммуникационные технологии
  • Дорожные карты
    • Быстрые открытые инфраструктуры
    • Обмен данными
    • Надежные ИКТ
    • Эффективность, результативность, качество и стоимость систем
  • Группы экспертов
    • Data Science
    • Инновации встраиваемых систем (ESI)

Солнечная тепловая энергия | Учебники по альтернативной энергии

Солнечная тепловая энергия
Статья
Учебники по альтернативной энергии
18.06.2010
08.02.2020

Учебники по альтернативной энергии

Поделитесь / добавьте в закладки с:

Солнечная тепловая энергия, горячая вода от солнца

Солнечная энергия — это бесплатная энергия, которую мы получаем от солнца в двух основных формах: Свет, и Тепло. Есть два способа превратить эти формы в полезную энергию для дома. Первый заключается в использовании энергии солнечного фотона для генерации электрического тока, известного как фотоэлектрический процесс, который мы рассматриваем в учебных пособиях по солнечной энергии. Во-вторых, за счет использования солнечной тепловой энергии с помощью солнечных тепловых коллекторов для производства солнечной горячей воды, солнечной тепловой энергии, солнечного обогрева бассейна, солнечного обогрева помещений и солнечного охлаждения и т. Д.

Важно понимать, что Solar Thermal Energy — это не то же самое, что солнечная энергия или солнечная фотоэлектрическая энергия, поскольку фотоэлектрическая энергия преобразует солнечный свет непосредственно в электричество.Однако солнечная тепловая энергия может использоваться для концентрации солнечных лучей, создавая тепло, которое затем используется для производства пара, который превращает генератор в электричество.

Солнечные тепловые коллекторы

Количество электроэнергии и энергии газа, используемых сегодня для нагрева воды для бытовых нужд и отопления помещений в наших домах и офисах, огромно. Термин «системы солнечной тепловой энергии» означает технологии и устройства для солнечного теплового отопления и горячего водоснабжения, которые используют энергию солнца для обеспечения горячей водой и обогревом наших домов, офисов, фабрик и других подобных приложений с использованием возобновляемой солнечной энергии.

Системы солнечной тепловой энергии обычно включают монтируемый на крыше коллектор солнечной энергии, обычно называемый «солнечным тепловым коллектором», который принимает солнечный свет и преобразует его в полезное тепло, производя экологически чистое отопление и горячую воду, снижая спрос на электричество и природный газ, а также другие виды топлива для отопления и, конечно же, счета.

Солнечные системы водяного отопления можно охарактеризовать как прямые или косвенные, в зависимости от того, нагревается ли бытовая вода непосредственно в солнечном коллекторе или через отдельный теплообменник.

Затем солнечная тепловая энергия относится к технологии, которая использует энергию солнца для нагрева воды или других типов теплоносителей для различных жилых, промышленных и других применений, включая обогрев плавательных бассейнов, подогрев горячей воды и обогрев помещений, которые в настоящее время являются основными приложениями. из солнечной тепловой энергии .

Количество солнечного излучения, которое получает мир, достаточно велико для того, чтобы солнечные тепловые технологии стали неотъемлемой частью экологически чистой энергии будущего в любом месте.Солнечные тепловые системы состоят из трех основных элементов: солнечного коллектора (-ов), изолированного теплопередающего трубопровода и некоторой формы хранения тепла, например, резервуара для горячей воды. В системах активной солнечной тепловой энергии также используются насосы и / или вентиляторы для распределения тепла, электронные таймеры, средства управления и термостаты, а в более холодном климате — антифриз и другие подобные химические вещества для защиты.

Типы солнечных коллекторов тепловой энергии

Солнечные тепловые коллекторы являются сердцем любой солнечной тепловой системы, вырабатывая необходимое количество солнечной энергии для нагрева воды.Солнечные тепловые коллекторы отличаются от фотоэлектрических (PV) панелей, которые производят только солнечную электроэнергию. Солнечный коллектор может быть таким же простым, как прямая или свернутая в спираль пластиковая или медная труба.

Даже старый кусок садового шланга, помещенный на солнечном месте на земле, можно использовать для предварительного нагрева воды, протекающей через него, прежде чем она попадет в стандартный электрический водонагреватель. Хотя эта установка определенно будет работать, она имеет свои ограничения в эффективности и практичности, особенно ночью или в холодные зимние месяцы.

Количество солнечного тепла, производимого солнечными тепловыми коллекторами, варьируется в зависимости от конструкции коллектора, площади поверхности коллекторных труб, а также от местного климата и условий местности, и существует несколько типов коммерческих солнечных тепловых коллекторов, таких как: Плоская пластина , Вакуумная трубка , Накопитель со встроенным коллектором (ICS), Термосифон и Концентрирующая солнечная энергия (CSP). Все они выполняют одну и ту же работу, производят «горячую воду от солнечной энергии», причем каждый тип имеет свои собственные применения, преимущества и недостатки.

Солнечные тепловые коллекторы улавливают солнечное тепло для нагрева горячей воды и / или отопления помещений и обычно устанавливаются на крышах, где они подвергаются максимальному солнечному излучению для максимальной эффективности. Большинство солнечных коллекторов горячей воды представляют собой пассивные устройства, состоящие из коробок, рам, резервуаров или закрытых труб, которые содержат следующие основные части:

• Прозрачная прозрачная стеклянная или пластиковая крышка или трубка для впуска солнечной энергии.
• Внутренние поверхности, окрашенные в темный цвет, называемые поглотителями, которые впитывают солнечное тепло, передавая его теплоносителю или воздуху.
• Изоляционные материалы для предотвращения утечки захваченного тепла обратно в атмосферу.
• Трубы, вентиляционные отверстия или воздуховоды для транспортировки нагретой жидкости или воздуха из солнечного коллектора туда, где их можно использовать или хранить.

• Плоские пластинчатые коллекторы — Плоские солнечные тепловые коллекторы являются наиболее распространенным и простым типом солнечных коллекторов, доступных для отопления дома с помощью солнечной энергии от низкой до средней температуры, а также обогрева помещений теплым воздухом. Большинство плоских пластинчатых коллекторов обычно состоят из нескольких отдельных медных труб или одной змеевики, которая прикреплена к темной теплоизоляционной пластине, запечатанной внутри большого изолированного деревянного или металлического ящика.Герметичный термобокс покрыт закаленным стеклом или прозрачной пластиковой крышкой, чтобы энергия солнечного излучения могла поглощаться медными трубками, производящими солнечную горячую воду. Плоские солнечные коллекторы легко собрать из деревянного ящика и нескольких медных труб, что делает их идеальным проектом для начинающих для входа в мир солнечной тепловой энергии.

Типовой солнечный вакуумный трубчатый коллектор

• Вакуумные трубчатые коллекторы — «Вакуумные трубчатые коллекторы» состоят из рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок.Каждая трубка состоит из металлического теплопоглощающего материала, обычно из меди, причем вся трубка «откачивается» из воздуха (отсюда и их название), а затем герметизируется для образования вакуума внутри стеклянной трубки. Этот вакуум помогает коллектору достигать чрезвычайно высоких температур, поскольку вакуум действует как высокоэффективный изолятор вокруг центрального материала, поглощающего тепло.

Так как воздух является хорошим передатчиком тепловой энергии, вакуум внутри трубки препятствует передаче тепла от поглотителя к внешнему охлаждающему стеклу.Вода или масло передают поглощенное тепло от солнечного коллектора в накопительный бак, где оно используется для отопления.

Вследствие более высокой эффективности по сравнению с плоскими пластинчатыми коллекторами, вакуумные трубчатые коллекторы обычно используются, когда требуются средние и высокие температуры или большие объемы солнечной горячей воды, а также для технологических систем отопления и солнечных систем кондиционирования воздуха.

• Интегрированный коллекторный накопитель — «Интегрированный коллекторный накопитель» или система «ICS» объединяет солнечный коллектор и накопительный бак в едином блоке, установленном на крыше.Хотя встроенный коллекторный накопитель не может производить столько солнечного тепла, как предыдущие системы, он может обеспечить разумное количество солнечной горячей воды или может служить экономичным предварительным нагревателем для обычных электрических или газовых водонагревателей. Коллекторы солнечной тепловой энергии ICS называются пассивными устройствами, потому что им не нужны насосы, термостаты, контроллеры, датчики, проводка или электричество для приготовления горячей воды, просто направьте их на солнце.

• Термосифонные коллекторы — «Термосифонные коллекторы» широко используются для солнечного нагрева воды и легко идентифицируются по их большому накопительному резервуару наверху солнечного коллектора.Солнечный коллектор установлен под резервуаром для хранения, чтобы обеспечить действие термосифонирования, то есть движение нагретой воды вверх за счет естественной конвекции. Когда солнце освещает солнечные коллекторы, вода внутри нагревается и расширяется. По мере расширения она становится легче, чем более холодная вода в резервуаре для хранения. Под действием силы тяжести более тяжелая холодная вода вытягивается из бака во вход коллектора. Когда холодная вода покидает резервуар для хранения, она выталкивает нагретую воду через выпускное отверстие коллектора в верхнюю часть резервуара.

Это постоянное нагревание и протекание, когда горячая вода за счет естественной конвекции циркулирует через коллекторы, обеспечивая полный бак горячей воды в конце дня. Как и предыдущая система ICS, термосифонные системы также являются пассивными системами, что делает их автоматическими, простыми и надежными. Однако основным недостатком системы термосифонирования является то, что ночью или в холодное время года нагретая вода в резервуаре для хранения наверху может менять направление, в результате чего солнечный коллектор становится радиаторами, рассеивающими тепло обратно в атмосферу.Кроме того, вес заполненного водой резервуара и труб на крыше может потребовать усиления крыши или опор, на которых она установлена.

Концентраторы солнечной тепловой энергии

До сих пор мы обсуждали простые открытые системы горячего водоснабжения с использованием солнечной тепловой энергии, в которых вода нагревается непосредственно за счет солнечной энергии с помощью установленных на крыше солнечных коллекторов. Это делает их идеальными для жилых домов, в которых нет места для второго резервуара горячей воды или системы, производящей горячую воду от средней до высокой температуры (от 50 до 80 ^o C) для бытового использования.Но для промышленного и коммерческого применения эти типы систем солнечной тепловой энергии слишком малы и неэффективны. Чтобы вырабатывать электричество из энергии солнечных лучей, называемой солнечной тепловой электроэнергией, нам необходимо использовать солнечную тепловую энергию для нагрева воды до гораздо более высокой температуры с образованием пара, который затем можно использовать для привода турбин.

Прямое солнечное излучение может быть сконцентрировано и собрано с помощью отражателей, зеркал, желобов и тарелок, называемых солнечными концентраторами , создающими единую точку фокусировки с чрезвычайно высокой температурой.Тепло, генерируемое путем концентрации солнечной энергии или технологий CSP, затем используется для работы обычного генератора энергии. Высокотемпературное солнечное тепло, собираемое в течение дня, также может храниться в жидких или твердых средах, таких как расплавленные соли, керамика, бетон или, в будущем, в солевых смесях с фазовым переходом. Ночью его можно извлечь из носителя для продолжения работы турбины.

• Параболические желоба — Системы CSP «параболического желоба» состоят из зеркального параболического рефлектора изогнутой формы, который фокусирует солнечную энергию на приемную трубу, расположенную в фокусе параболической кривой, нагревая передающую жидкость, обычно на масляной основе из-за высоких температур. вовлечены, протекают по трубе.Затем перекачивающая жидкость генерирует перегретый пар, который подается в турбину и электрический генератор для производства электроэнергии. Эти отражатели с параболическим желобом обычно присоединяются к какой-либо системе слежения за солнцем, которая отслеживает движение солнца с востока на запад в течение дня, так что солнце непрерывно фокусируется на приемных трубах для максимальной эффективности.

Концентратор для солнечных батарей

• Солнечные двигатели для тарелок — «Солнечные двигатели для тарелок» — это еще один тип солнечных концентраторов.Коллекционер солнечной посуды состоит из множества маленьких стеклянных зеркал, расположенных вместе в форме параболической тарелки. Зеркала отражают солнечный свет на блок преобразования мощности, который устанавливается над тарелкой в ​​фокусном центре (аналогично тарелке спутникового телевидения).

Блок преобразования мощности включает в себя солнечный приемник, который поглощает солнечную энергию и передает ее солнечному двигателю. Затем двигатель преобразует эту энергию в тепло. Тепловой приемник включает в себя трубки для переносящей жидкости, обычно водорода или гелия, которые передают тепло генератору для производства электроэнергии.Системы солнечной антенны / двигателя используют автоматические двухосные коллекторы для отслеживания солнца.

• Башни солнечной энергии — «Башни солнечной энергии» используют тысячи отслеживающих солнце зеркал, называемых гелиостатами, для концентрации солнечного света на приемнике, расположенном на вершине высокой центральной башни. Башня солнечной энергии генерирует чрезвычайно высокие температуры в фокусе массива зеркал, нагревая передающую жидкость, такую ​​как расплав нитратной соли, которая затем используется для выработки пара для питания турбогенератора, который используется для производства электроэнергии.Расплавленная соль достигает температуры около 1050 градусов по Фаренгейту в приемнике перед хранением в резервуаре, где она может эффективно сохранять тепло в течение нескольких часов или даже дней, прежде чем будет использоваться для выработки электроэнергии.

Мы видели, что двумя основными компонентами типичной домашней системы Solar Thermal Energy , которая может быть использована для производства горячей воды с помощью солнечной энергии, являются резервуар для хранения воды и солнечный тепловой коллектор, который поглощает тепло от солнца. Два основных типа солнечных тепловых коллекторов, доступных для бытового применения, — это коллектор с плоской пластиной и вакуумный трубчатый коллектор , которые могут производить более чем достаточно солнечной горячей воды для типичного домашнего хозяйства.

Для промышленного и коммерческого применения «солнечная тепловая энергия» в настоящее время является наиболее экономически эффективной солнечной технологией в больших масштабах. В настоящее время он превосходит другие формы альтернативных энергетических систем, а также может превзойти стоимость электроэнергии, произведенной за счет сжигания ископаемого топлива, такого как природный газ. Испания и Австралия в настоящее время являются ведущими странами в коммерческом производстве солнечной тепловой энергии, в которых Испания уже производит значительную часть потребляемой ими электроэнергии с помощью своих солнечных тепловых энергетических башен и солнечных тарелок / двигателей.

Подходит ли вам солнечная тепловая энергия ?. Скорее всего, использование солнечной энергии для производства солнечной воды для нагрева воды может сократить счета за горячее водоснабжение до 60% и более каждый год, что позволит сэкономить тысячи американских долларов или британских фунтов для среднего семейного дома в течение срока службы солнечной системы горячего водоснабжения. . Системы солнечной тепловой энергии также помогают сохранить наши природные ресурсы и окружающую среду за счет сокращения выбросов парниковых газов, поскольку меньше ископаемого топлива сжигается для выработки электроэнергии только для нагрева воды, но учтите это, на каждый доллар, британский фунт или евро, которые вы тратите на улучшение своего дома. энергоэффективность, вы можете уменьшить размер, стоимость и сложность установленной внутри страны солнечной тепловой системы .

В следующем уроке по «солнечной тепловой энергии» мы рассмотрим плоские коллекторы и увидим, как они преобразуют солнечное тепло в горячую воду.

тепловая энергия

В теплофизике тепловая энергия — это часть энергии системы, которая увеличивается с ее температурой. В широком смысле термин «тепловая энергия» часто используется для описания энергосодержания системы, связанного с тепловыми эффектами, например повышение или понижение температуры.В термодинамике тепловая энергия — это внутренняя энергия, присутствующая в системе в состоянии термодинамического равновесия в силу ее температуры. [1] Этот термин не используется широко, однако в строгом смысле слова из-за того, что фраза «тепловая (тепловая) энергия» противоречит интуиции. То есть, тепло может быть определено только как любой спонтанный поток энергии (энергия в пути) от одного объекта к другому, вызванный разницей в температуре между двумя объектами; таким образом, объект не может обладать «теплом». [2] Это объясняется вторым началом термодинамики. Следовательно, путем экстраполяции трудно определить количество тепловой энергии (тепловой энергии). Однако в отдельных случаях существует несколько определений. Рекомендуемые дополнительные знания Внутренняя энергия Внутренняя энергия — сумма всех микроскопических форм энергии системы.Он связан с молекулярной структурой и степенью молекулярной активности и может рассматриваться как сумма кинетической и потенциальной энергий молекул; он состоит из следующих видов энергии: [3] Тип Состав Внутренняя энергия (U) Явная энергия часть внутренней энергии системы, связанная с кинетическими энергиями (молекулярный перенос, вращение и колебание; перенос и спин электрона; и ядерный спин) молекул. Скрытая энергия внутренняя энергия, связанная с фазой (т. Е. Твердой, жидкой или газовой) системы / материала. Химическая энергия внутренняя энергия, связанная с атомными связями в молекуле. Атомная энергия огромное количество энергии, связанное с сильными связями внутри ядра самого атома. Энергетические взаимодействия те типы энергии, которые не хранятся в системе (например,грамм. теплопередача, массоперенос и работа), но которые распознаются на границе системы, когда они пересекают ее, что представляет собой прибыль или убытки системы во время процесса. Тепловая энергия сумма осмысленной и скрытой форм внутренней энергии. Определения Система частиц N Согласно теореме о равнораспределении, можно определить тепловую энергию. В системе из N молекул, каждая из которых имеет f степеней свободы, и если нет других (неквадратичных) зависимых от температуры форм энергии, то полная тепловая энергия системы равна: [2] Следует отметить, что U термический почти никогда не является полной энергией системы; например, может существовать статическая энергия, которая не изменяется с температурой, такая как энергия связи или энергия покоя (E = mc 2 ). alexxlab Посмотреть все записи автора alexxlab → Вам также может понравиться Энергия расчет: ТК «Энергия» рассчитать стоимость доставки 01.09.197026.07.2021 Реактивная и активная электроэнергия: Активная и реактивная электроэнергия 12.10.202030.09.2020 Энергия понятие: Понятие энергии — Студопедия 08.07.202110.11.2020 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт