LINUX.ORG.RU
ФорумTalks

[самоделкиным] [занимательная физика]закон сохнанения энергии, что если..


0

3

Известно что среднее КПД современного двигателя внутреннего сгорания где то порядка 40%. Известно что большая часть энергии, выделяющейся при окислении топлива бесполезно теряется в виде тепловой энергии. Это величина порядка более чем 50% энергии, выделяющейся при окислении топлива. Подключим к нашему ДВС электрогенератор. Подключим к электрогенератору систему охлаждения, действующую по известному принципу : компрессор > фреоновый контур, включающий в себя охлаждаемый контур труб + нагреваемый контур труб. К нагреваемому контуру труб подключим систему утилизации тепла (КПД здесь уже не важен, опустим). Охлаждаемый контур труб вынесем на внешние границы системы. Все излишки энергии будем преобразовывать в электроэнергию, с последующей отдачей потребителю за пределы нашей системы. Мой вопрос: какой будет КПД преобразования энергии сгорания топлива в электроэнергию? По моему разумению никак не меньше 80%. Так ли это? Теперь давайте опускать температуру наружного охлаждаемого контура к температуре около -50 град. цельс, при температуре наружной среды около +5 градусов. Какой будет прирост полезной энергии? Можно ли приблизится к получению доли энергии за счёт охлаждения внешний среды (у нас вроде парниковый эффект на носу, и вообще..)?
Извините мою дремучесть, но мне хочется знать, где заминка в моих рассуждениях? (а она точно есть, иначе все бы так давно делали)

★★★

Конструкция получится сложной и ненадёжной, да ещё и затратной на производство соответствующего оборудования.
Хочешь большой КПД и надёжный автомобиль - смотри в сторону электродвигателей.

Quasar ★★★★★
()

если я тебя правильно понял:пусть у тебя идеальная тепловая машина и идеальный холодильная машина. я так понял мы мутим холодильник, чтобы увеличить кпд тепловой машины. при этом тепло от нагревателя = теплу к холодильнику и работе машины. часть работы мы тратим на холодильную машину, которая отводит тепло от холодильника (ровно столько, сколько в него отдаёт тепловая машина) в окр. среду. Рисуем схему. Где там 80%? Я не вижу.

luke ★★★★★
()

>закон сохнанения энергии

скорее нарушение второго закона термодинамики

luke ★★★★★
()

в расчётах (man школьная физика) получил n=n1(1-(1-n1)*n2/n1/(1-n2)), где n - новый кпд, n1 - кпд тепловой машины, n2 - холодильной. очевидно, что больше, чем n1 не получится. Только в расчётах где-то баг

luke ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Quasar

причём тут сложность и ненадёжность? Да КПД до 1. Но я охлаждаю наружную среду. Значит должна быть прибавка энергии.

baaba ★★★
() автор топика

> среднее КПД современного двигателя внутреннего сгорания где то порядка 40%.

25%

cvs-255 ★★★★★
()

Температура ДВС - около 100 градусов цельсия. Температура холодильника +5. КПД идеальной тепловой машины около 25%, результирующий КПД 2х систем что-то около 55%.

Температура холодильника -50 ==> КПД ~40%, результирующий 64%.

Если есть ещё затраты на поддержание температуры холодильника (читай его температура ниже температуры окружающей среды), то КПД будет ещё меньше.

Alan_Steel ★★
()
Ответ на: комментарий от baaba

второй закон гласит о невозможности самопроизвольного перехода от тела холодного к телу тёплому, мы и не делаем самопроизвольного перехода. Мы делаем переход как в холодильной машине или кондиционере: охлаждаем колбасу, нагреваем воздух сзади холодильника. Всё нормально: колбаса +5 воздух +20 , тепло передаём.

baaba ★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Alan_Steel

Alan_Steel, хорошо, охлаждаем внешний контур сильнее, используем дизельный двигатель (у него кпд порядка 53%). Должна получиться эффективная система.

baaba ★★★
() автор топика

КПД не может быть больше КПД цикла Карно.

Подключим к электрогенератору систему охлаждения, действующую по известному принципу

Вот здесь заминка и есть. Для работы системы охлаждения нужна энергия.

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

По факту в схеме участвуют 2 последовательно соединенные тепловые машины. 1-я работает как двигатель, вторая как тепловой насос.

cvs-255 ★★★★★
()

Так и не понял, за счёт чего должна охлаждаться внешняя среда?

Алсо, как думаешь, что будет с температурой в герметичной теплоизолированой комнате, в которой работает холодильник с открытой дверцей?

OramahMaalhur
()

Можно ли приблизится к получению доли энергии за счёт охлаждения внешний среды (у нас вроде парниковый эффект на носу, и вообще..)?

Нет. Второй закон термодинамики еще никто не отменял.

Извините мою дремучесть, но мне хочется знать, где заминка в моих рассуждениях? (а она точно есть, иначе все бы так давно делали)

А *** его знает.

врио К.О.

ival ★★
()
Ответ на: комментарий от baaba

Грабли в том, что ты считаешь подобный переход самопроизвольным. На деле же чтобы отнять у тела 100 джоулей нужно потратить (и выделить теплом) >100.

Alan_Steel ★★
()
Ответ на: комментарий от OramahMaalhur

Наружная среда охлаждается тепловым насосом. Задача стоит так: все избытки тепла надо утилизовать в электроэенергию и ещё немного охладить внешнюю среду, опять-таки утилизовав избытки тепла. Я рассуждаю просто: во всех системах, имеющих КПД менее 100%, как правило значительная часть энергии рассеивается во внешнюю среду путём конвекции или излучения. Если утилизовать тепло можно повысить КПД. В идеале надо охладить внешнюю среду и утилизовать полученную тепловую энергию. Почему эту задачу до сих пор экспериментально или теоретически не решили? Она не решаема? Нарушаются какие то основополагающие законы из школьного курса физики?

baaba ★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от luke

бага вроде нет. получается забавно. если n1 = n2 => n=0, т.е. мы всю работу тратим на охлаждение.

luke ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

И простейший расчет по курсу школьной физики дает, что КПД будет не больше чем КПД двигателя без таких ухищрений

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Alan_Steel

чтобы отнять у тела 100 джоулей нужно потратить (и выделить теплом) >100.


Каким законом это прямо говорится? Говорится что непроизвольно нельзя. Хорошо, делаем произвольно. Почему не 30 на 100, например?

baaba ★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Alan_Steel

> На деле же чтобы отнять у тела 100 джоулей нужно потратить (и выделить теплом) >100.

Это неправда

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от baaba

лол: http://altinfoyg.narod.ru/xol.html
затем всё это тепло отдаёт в обогреваемое помещение, следовательно, при совместной работе системы из абсорбционного холодильника и нагревательных приборов, дополнительной энергии для работы абсорбционного холодильника, кроме энергии необходимой для отопления не требуется.

baaba ★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от baaba

man второе начало термодинамики: нельзя, не совершив работу, забрать тепло у более нагретого тела и отдать менее нагретому.

luke ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от baaba

Это непосредственно следует из того, что КПД любой тепловой машины < 100% (часть тепла остаётся теплом, не переходя в работу) и однонаправленности процессов перехода (работа в тепло - легко и без остатка, обратно - нифига). см. первое и второе начало термодинамики.

Alan_Steel ★★
()
Ответ на: комментарий от Alan_Steel

Alan_Steel - теперь понятно. Спасибо тебе!

baaba ★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от baaba

Нарушаются какие то основополагающие законы из школьного курса физики?

Второй закон термодинамики утверждает, что есть такая функция состояния, энтропия называется. Ее изменение за маленькое время есть \delta Q / T. Машина работает в цикле. Т.е. за 2 разных момента времени она должна побывать в одинаковых состояниях. Ну наз они одинаковые, значит и энтропия у них одинаковая. А значит интеграл \delta Q / T должен быть нулевой. А это значит, что тебе по любому придется куда-то сливать тепло.

ival ★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

Рассмотрим систему T1 рт1 T2 рт2 T3

рт1 - двигатель

рт2 - охлаждающая система

T1 - нагреватель, T2 - промежуточный резервуар тепла, T3 - холодильник (окружающая среда).

Пусть нагреватель выдает тепло Q1. тогда двигатель совершит работу A1 = Q1 * (T1-T2)/T1 (считаем двигатель идеальным) При этом промежуточному телу T2 отдастся тепло Q2 = Q-A1 = Q1 * T2/T1

Чтобы отнять у T2 тепло Q2 надо совершить работу A2 = Q2 * (T3 - T2)/T2

При этом тела T3 отдастся тепло Q3 = Q2 * T2/T3. Т.о. можно заметить, что A2 = Q3*(T3-T2)/T3.

Но Q2 = T2/T1 *Q1

Т.о. A2 = Q1 * (T3 - T2)/T1

полная выделяемая работа A = A1 - A2 = Q1*(T1-T2)/T1 - Q1 * (T3-T2)/T1 = Q1 * (T1 - T3)/T1.

Т.о. КПД системы такой же, как если бы был только двигатель с T1 и T3.

На самом деле КПД еще меньше как за счет использования не цикла Карно, так и за счет трения

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от luke

действительно, man:

у более нагретого тела

отдать менее нагретому.


иначе бы чашка с чаем или суп никогда бы не остывали ;)

Deleted
()

Очень много букв. Изобрети лучше ТеплоЭлектроЦентраль и запатентуй.

ansky ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Alan_Steel

Полная ерунда.

В данном случае имеем дело с тепловым насосом. Возьми инструкцию к своему реверсивному кондишину и посмотри какова его электрическая и тепловая мощность. Удивись.

Начала термодинамики тут вообще ни причём, ибо справедливы для ЗАМКНУТЫХ систем. А в отношении тепловых насосов системы как правило рассматриваются разомкнутые.

У ТС же проблема обратная - он выбрал тот редкий случай когда его система замкнута, но пытается рассмотреть её как разомкнутую - здесь-то собака и порылась...

Suntechnic ★★★★★
()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.