* 内燃機関: これは、車、トラック、その他多くの機械に見られる最も一般的なタイプのヒートエンジンです。燃料を燃やして熱を作り、ピストンを押すガスを膨張させ、機械的エネルギーに変えます。
* 蒸気エンジン: このエンジンは、沸騰したお湯からの熱を使用して蒸気を作成し、ピストンまたはタービンを駆動して機械的エネルギーを生成します。
* スターリングエンジン: このエンジンは、加熱および冷却されて機械的エネルギーを作成する作動液(空気や水素など)で閉鎖サイクルを使用します。
* ランキンサイクル: このサイクルは、発電所で使用されて電力を生成します。蒸気を作成するために水を沸騰させることが含まれます。蒸気はタービンを駆動し、その後水に戻ってサイクルを繰り返します。
熱エンジンはどのように機能しますか?
熱エンジンは、熱力学の第2法則に基づいて動作します。これは、熱がより熱いオブジェクトから冷たいオブジェクトに自然にのみ流れることができると述べています。熱エンジンは、高温源(燃料の燃焼など)から熱を摂取し、それを使用して動作し、熱の一部を(大気など)より低いシンクに排出することで機能します。
熱エンジンの効率:
熱エンジンはすべての熱エネルギーを機械的エネルギーに変換できません。これは、一部の熱エネルギーが常に環境に失われるためです。熱エンジンの効率は、ワーク出力と熱入力の比率によって測定されます。
使用中の熱エンジンの例:
* 車: 内燃機関は、車、トラック、オートバイのパワー供与に使用されます。
* 発電所: 蒸気タービンとランキンサイクルは、発電所で使用され、発電します。
* 船: 蒸気エンジンとディーゼルエンジンは、船に電力を供給するために使用されます。
* 飛行機: ジェットエンジンは、燃料燃料からの熱を使用してスラストを生成する一種の熱エンジンです。
結論:
熱エンジンは、輸送から発電まで、多くのアプリケーションに不可欠です。彼らは熱エネルギーを機械的エネルギーに変換し、有用な作業を行うことができます。ただし、熱エンジンは100%効率的ではなく、ある程度の熱エネルギーが常に環境に失われることに注意することが重要です。