Was ist thermische Leistungsfähigkeit?

Thermische Leistungsfähigkeit ist ein Maß der Ausgangsenergie, die durch die Eingangsenergie in einem System geteilt wird. Sie muss zwischen 0% und 100% sein. Eine thermische Leistungsfähigkeit von 100% würde, dass alle Energie, die in ein System gesetzt wird, herauskommt, obwohl in einer anderen Form bedeuten. Hitzemaschinen und Kühlräume beide haben thermische Leistungsfähigkeiten verbunden, obwohl sie versuchen, gegenüber von Zielsetzungen zu vollenden. Realistische thermische Leistungsfähigkeiten fallen im Allgemeinen erheblich unter 100% wegen einer Vielzahl von Gründen.

In einer Benzinmaschine wird eingegebene Energie in den chemischen Bindungen eines Kohlenwasserstofkraftstoffs gespeichert. Ein Kohlenwasserstoffmolekül besteht völlig aus Wasserstoff und Carbon. Wenn diese Moleküle mit Sauerstoff kombiniert werden, können sie Kohlenmonoxid und Wasser chemisch reagieren und bilden; im Wesentlichen wird das Kohlenwasserstoffmolekül mit Sauerstoffatomen aufgespaltet und kombiniert. Das Teil dieser Reaktion, die zu einer Maschine nützlich ist, obwohl, ist die Hitze, die freigegeben wird. Hitze gab von der Benzinverbrennung ist die relevante Eingangsenergie in der thermischen Leistungsfähigkeit frei.

Die Ausgangsenergie in der Berechnung der thermischen Leistungsfähigkeit einer Maschine ist nicht Hitze, aber mechanische Arbeit. In der Physik ist Arbeit die Menge von Energie gebracht durch eine Kraft, die über einem Abstand fungiert. Einen Kasten über Teppich ein bestimmter Abstand drücken erfordert eine begrenzte Arbeitslast; dieses ist dem Produkt des Abstandes gleich, der verschoben werden und der durchschnittlichen ausgeübten Kraft. Ebenso arbeitet eine Benzinmaschine, wenn sie die Räder eines Autos verschiebt.

Im Falle eines Kühlraums oder einer Klimaanlage Verhältnis Hitze-arbeiten wird aufgehoben. Das erwünschte Ergebnis ist in dieser Situation, Hitze von einem System zu entfernen und sie in die Außenumwelt zu entleeren. Der vorhandene Eingang ist folglich mechanische Arbeit, die häufig von einem elektrisch-angetriebenen Kompressor zur Verfügung gestellt wird. Die Berechnung der thermischen Leistungsfähigkeit jedoch erfordert noch das Teilen, Energie durch die Eingangsenergie auszugeben. Der Unterschied von einer Benzinmaschine ist selbstverständlich, dass der Ausgang Hitze ist und der Eingang Arbeit ist.

Ein typischer Kraftfahrzeugmotor hat eine thermische Leistungsfähigkeit von weniger als 35%. Diese Zahl scheint aus zwei wichtigen Gründen niedrig. Zuerst gibt es eine theoretische obere Begrenzung auf der thermischen Leistungsfähigkeit jeder möglicher Hitzemaschine, die der Systemstemperatur gegen die Umweltstemperatur miteinbezieht. Das höher der Unterschied bezüglich der Temperatur, das höher die maximale thermische Leistungsfähigkeit eine ideale, frictionless Maschine können erzielen. Dieses wird die Carnot Leistungsfähigkeit genannt.

Die zweiten Grundautomaschinen haben eine anscheinend niedrige Leistungsfähigkeit ist, dass Maschinen nicht hergestellt werden können, um sich auf eine ideale Art und Weise zu benehmen. Friktion zwischen beweglichen Teilen neigt ständig, die Maschine zu verlangsamen. Etwas Hitze entgeht von der Verbrennungskammer und wird zur Maschine unbrauchbar. Kraftstoff nicht immer brennt bei der höchsten Temperatur, die erreicht wird und verringert die Menge von Hitze freigegeben. Aus diesen Gründen neigt die thermische Leistungsfähigkeit in den realistischen Vorrichtungen, unter 100% weit zu sein.