观察:
机械名称燃料工作方式驱动方式动力转换功率
1在机应用中,
据情况不同,
现各
变形。斯特林发动机,可称之为外燃机。汽缸中气
不和外界
换,由外
的冷
替来驱动汽缸活
,通过曲柄来产生旋转运动。斯特林发动机效率非常
,可达80%。另外反过来供应机械能,斯特林发动机可以提供
量,变成
泵。使用风能
动力,就成空调了。并且不存在现代空调的缺陷,不使用任何有机致冷剂,对环境无污染。奎西发动机和旺凯尔发动机类似,但优势更大。燃料燃烧充分,污染小。发动机完全平衡,无振
燃料电池氢气或其他可燃气在质
上
行燃烧无直接产生电力中
火箭发动机能燃料燃烧直接产生
温
压气
压气
直接
发动机外产生定向运动无非常大
燃气机轻油燃烧直接产生
温
压气
压气
驱动涡
叶片直接产生旋转运动无大
法国人卡诺仔细研究转功的问题,给
了理想
机的效率计算公式。即便是理想
机,效率也无法到100%。更不要说实际的
机,效率只会更低。人类设计了若
机,将
转为功。
6能量存在的形式多样,能、机械能、化学能、原
能、电磁能都是能量的不同形式。人工的某
能量转换过程,总是伴随着其他类型的能量转换。发电方式包括了多
能量转换方式:
能转电能,有
电、机械能转电能,有风电、
电、原
能转电能,有
电,电磁能转电能,有太
能发电,化学能转电能,有燃料电池发电。无论哪
方式,能量转变为电能的效率达不到100%。多数都以
能的形式散发到大气中。自然的能量转换不存在这样的目的
。所以就没有效率这样的标准。
(本章未完,请翻页)其他地方在失去能量或能量的等价对象。砍伐树木烧火,获得能,每年树木都在生长。树木的生长能量来自太
。事实上,在地球上的任何可持续使用的能量,都是太
能的转换。(原
能不是来自于太
,是来自于以前的恒星爆炸遗迹。这些遗迹的残渣组成了地球,也就是说原
能来自于其他已经消失的太
。)
功当量表明,418焦耳的功可以转换为1卡的
量,但是并不意味着1卡
量可以转换为418焦耳功!
只对应分
运动速度,但对整
运动方向无要求。功却是要求运动整
有方向。要求更
。简单地说,功比
更有序,破坏比创造容易。
最早就是蒸汽机,使用燃料加,生成
压蒸汽推动活
产生定向运动。活
带动一
摇臂轴和曲
将往复运动转换为旋转运动。现在只能在博
馆见到的蒸汽机火车
,就是这类机械的应用。在军事竞争下,
现多胀式蒸汽机,
温蒸汽通过多个汽缸
功,提
了效率和功率。十九世纪末期,当时军舰采用多胀式蒸汽机
动力。随之
现了汽
机(蒸汽涡
机),
压蒸汽直接
在涡
上的叶片(想象风车的叶片),产生旋转运动。功率可以
得非常大,二十世纪初应用于军舰动力,现在多用于
电厂。
电厂发电,也是使用汽
机
行。事实上,
动力航母、潜
艇,都是使用汽
机为动力,而
反应堆无法产生动力,本质就是超大功率的锅炉,只能产生
压蒸汽。内燃机,采用汽油、柴油、可燃气
等,在气缸内直接燃烧生成
温
压气
推动活
运动,略过了加
生成
压蒸汽的过程,效率比蒸汽机
。由于
积小,功率适中,广泛应用于汽车工业,早期飞机也采用这类型发动机
动力(有一
内燃机,旺凯尔发动机,可以直接产生旋转运动)。由蒸汽机改为汽
机的思路
发,内燃机改为燃气
机。这
机械
积小,功率大,推重比
,用于飞机动力。火箭发动机则是原理最简单的
气推
动力机械。燃料燃烧产生
温
压气
直接
,推动火箭前
。
的同时,意味着
内燃机轻油、可燃气燃烧直接产生温
压气
压气
驱动活
产生定向运动定向->旋转中
原理完全不同的功转换装置:燃料电池。这
温和燃烧发生在质
上,并没有
温产生,直接转换为电力,是研究的
。早在50年前就在宇宙飞船上使用,目前已经商业化。
汽机煤、重油、
反应加
产生
温
压蒸汽
压蒸汽驱动涡
叶片直接产生旋转运动无非常大
功转,100%,
转功,必小于100%。比较功转
和
转功,可以发现,虽然能量守恒,发生能量转换时,能量中无序的
越来越多,有序的功越来越少。而能量转换随时在发生。我们定义自然(宇宙)的无序程度(混
程度)为熵。那么就得
一个结论,自然越来越混
。即自然的熵单调增加。熵与能量中的
量
分相关,但是温度增加也意味着
量增加,因此要扣除温度增加因素。所以熵=过程的
量/绝对温度
蒸汽机煤、重油燃烧加产生
温
压蒸汽蒸汽驱动活
产生定向运动定向->旋转大
熵单调增加,就意味着世界上很多事情是无法逆转的。比如人的死亡,和冷
混合成温
。宇宙会不会最终达到全
平衡?这个无法估计,因为我们无法生存到那时候来验证。