Convertor de energie - școală de fizică
Arborele genealogic al Căii Lactee
Control complet integrat al nanodiamantelor
Un pic mai aproape de soare
Distanțe față de stele
Ceea ce face strălucirea stelelor
Stradă cu sens unic pentru electroni
Sute de exemplare ale lui Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica găsite într-un nou număr
Sistemul nostru solar a fost format în mai puțin de 200.000 de ani
Sănătos pentru Marte
Convertor de energie
A Convertor de energie schimbă energia între un sistem și mediu în cel puțin două forme de energie. De exemplu, un motor pe benzină transformă energia chimică în energie cinetică. Sistemele de conversie a energiei la scară largă, cum ar fi centralele electrice, constau din mai mulți convertoare de energie care transformă treptat formele primare de energie în forme de energie utilizabile tehnic, cum ar fi energia electrică sau energia termică (proces și încălzire centralizată).
Conversie de energie se numește o categorie de procese în care energia este schimbată între un sistem și mediu în cel puțin două forme de energie. Termenul colocvial este, de asemenea, deosebit de util pentru conversia energiei în energie electrică Generarea de energie electrică Comun și se referă la forma de energie pusă la dispoziție după proces (energie electrică), a se vedea generarea de energie.
Noțiuni de bază
Conversiile de energie sunt supuse legilor fizice. Energia din sistemele închise este o cantitate de conservare și nu poate fi nici generată, nici distrusă. Când vine vorba de utilizarea tehnică, eficiența conversiei este decisivă, deoarece în sistemele reale nu este posibil să se convertească 100% dintr-o formă de energie în alta. Există întotdeauna pierderi în alte canale, mai ales sub formă de căldură neutilizată, adică energie termică.
Ambele forme de energie nu poartă nicio entropie într-un mod ideal de gândire, astfel încât pierderile de conversie, în mare parte căldură, împiedică o mașină de mișcare perpetuă cu certitudine absolută. Entropia asociată cu această căldură și generată în proces asigură creșterea entropiei totale cerute de a doua lege a termodinamicii în procesele reale.
Exemple
Aproape toate procesele tehnice și biologice sunt asociate cu conversia energiei. Prin urmare, există exemple de convertoare de energie pentru aproape toate perechile de forme de energie.
Motor electric
Un motor electric transformă energia electrică în energie cinetică.
Turbină cu abur
O turbină cu abur acționează un generator electric; energia termică este transformată în energie electrică. Cel al turbinei la temperatura T1 căldură furnizată ΔQ1 poartă entropia ΔS1 = ΔQ1/T1 cu sine. Energia electrică generată ΔW nu are entropie. Dacă toată căldura ar fi transformată în energie electrică, entropia ar fi ΔS1 să dispară, ceea ce ar contrazice totuși a doua lege. Turbina mergi la deci o căldură reziduală ΔQ2 cu temperatura T2 da care cel putin entropia ΔS1 purtare. Următoarele se aplică energiei: ΔQ1 = ΔW + ΔQ2 și pentru entropie: ΔS2 ≥ ΔS1 ⇔ ΔQ2/T2 ≥ ΔQ1/T1. Din a doua ecuație rezultă ΔQ2 ≥ ΔQ1 * T2/T1. Această pierdere de căldură reziduală ΔQ2 sunt absolut necesare datorită celei de-a doua legi și pot fi utilizate la temperaturi date T1 și T2 nu sunt subminate de nicio măsură tehnică. Această limită de eficiență pentru un motor termic este realizată în procese de cicluri teoretice, cum ar fi procesul Carnot. În plus, există pierderi tehnice de conversie.
energie solara
Eficiența conversiilor crește odată cu diferențele de temperatură (sau echivalentul lor) care pot fi utilizate în sistemul de conversie. De exemplu, efectul fotoelectric este din ce în ce mai utilizat în fotovoltaice. Eficiența obținută prin conversia fotoelectrică directă este încă sub conversia convențională, dublă termo-mecanică-electrică. Diferențele de temperatură mult mai mari apar în centralele solare termice, în care, de exemplu, energia radiației concentrată de oglinzi este transformată mai întâi în energie termică prin absorbție, apoi în mod convențional în energie mecanică și în cele din urmă electrică.