ประสิทธิภาพความร้อนคืออะไร?

ประสิทธิภาพความร้อนเป็นการวัดพลังงานเอาท์พุทหารด้วยพลังงานอินพุตในระบบจะต้องอยู่ระหว่าง 0% ถึง 100%ประสิทธิภาพความร้อน 100% จะหมายความว่าพลังงานทั้งหมดที่นำเข้าสู่ระบบออกมาแม้ว่าจะอยู่ในรูปแบบที่แตกต่างกันเครื่องยนต์ความร้อนและตู้เย็นทั้งคู่มีประสิทธิภาพทางความร้อนที่เกี่ยวข้องแม้ว่าพวกเขาจะพยายามบรรลุวัตถุประสงค์ตรงกันข้ามประสิทธิภาพความร้อนในโลกแห่งความเป็นจริงโดยทั่วไปลดลงอย่างมีนัยสำคัญต่ำกว่า 100% เนื่องจากเหตุผลที่หลากหลาย

ในเครื่องยนต์เบนซินพลังงานอินพุตจะถูกเก็บไว้ในพันธะเคมีของเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนประกอบด้วยไฮโดรเจนและคาร์บอนทั้งหมดเมื่อโมเลกุลเหล่านี้รวมกับออกซิเจนพวกเขาสามารถทำปฏิกิริยาทางเคมีและสร้างคาร์บอนมอนอกไซด์และน้ำในสาระสำคัญโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนจะถูกแยกและรวมกับอะตอมออกซิเจนส่วนหนึ่งของปฏิกิริยานี้ที่เป็นประโยชน์กับเครื่องยนต์คือความร้อนที่ปล่อยออกมาความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินเป็นพลังงานอินพุตที่เกี่ยวข้องในประสิทธิภาพความร้อน

พลังงานเอาท์พุทในการคำนวณประสิทธิภาพความร้อนของเครื่องยนต์ไม่ได้ให้ความร้อน แต่เป็นงานเชิงกลในวิชาฟิสิกส์การทำงานคือปริมาณพลังงานที่ถูกถ่ายโอนโดยแรงที่ทำหน้าที่ในระยะไกลการผลักกล่องผ่านพรมระยะทางที่แน่นอนต้องใช้งานจำนวน จำกัดสิ่งนี้เท่ากับผลิตภัณฑ์ของระยะทางที่เคลื่อนย้ายและแรงเฉลี่ยออกแรงในทำนองเดียวกันเครื่องยนต์เบนซินจะทำงานเมื่อมันเคลื่อนที่ล้อของรถยนต์

ในกรณีของตู้เย็นหรือเครื่องปรับอากาศความสัมพันธ์ระหว่างการทำงานความร้อนจะถูกย้อนกลับผลลัพธ์ที่ต้องการในสถานการณ์นี้คือการลบความร้อนออกจากระบบและทิ้งลงในสภาพแวดล้อมภายนอกอินพุตที่มีอยู่จึงเป็นงานเชิงกลซึ่งมักจะจัดทำโดยคอมเพรสเซอร์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างไรก็ตามการคำนวณประสิทธิภาพความร้อนยังคงต้องใช้การแบ่งพลังงานเอาท์พุทด้วยพลังงานอินพุตแน่นอนว่าความแตกต่างจากเครื่องยนต์เบนซินคือเอาท์พุทคือความร้อนและอินพุตคือการทำงานengine เอ็นจิ้นรถยนต์ทั่วไปมีประสิทธิภาพความร้อนน้อยกว่า 35%ตัวเลขนี้ดูเหมือนต่ำด้วยเหตุผลสองประการก่อนอื่นมีขีด จำกัด สูงสุดทางทฤษฎีเกี่ยวกับประสิทธิภาพความร้อนของเครื่องยนต์ความร้อนใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิของระบบเมื่อเทียบกับอุณหภูมิสภาพแวดล้อมความแตกต่างของอุณหภูมิที่สูงขึ้นเท่าใดประสิทธิภาพความร้อนสูงสุดก็จะยิ่งสูงขึ้นสิ่งนี้เรียกว่าประสิทธิภาพของ Carnot

เหตุผลที่สองที่เครื่องยนต์รถยนต์มีประสิทธิภาพต่ำอย่างเห็นได้ชัดคือเครื่องยนต์ไม่สามารถทำตัวได้ในแบบที่เหมาะแรงเสียดทานระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่มีแนวโน้มที่จะชะลอตัวเครื่องยนต์ความร้อนบางส่วนหนีออกมาจากห้องเผาไหม้และไร้ประโยชน์กับเครื่องยนต์เชื้อเพลิงไม่ได้เผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงสุดถึงการลดปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาด้วยเหตุผลเหล่านี้ประสิทธิภาพความร้อนในอุปกรณ์ในโลกแห่งความเป็นจริงมีแนวโน้มต่ำกว่า 100%