Bài viết về Định luật thứ hai của nhiệt động lực học
Tất cả các quá trình tự nhiên đều chỉ diễn ra theo một chiều và không thể diễn ra theo chiều ngược lại, thường được gọi là các quá trình không thể đảo ngược. Sau khi được tách khỏi cuống và rơi tự do xuống đất, quả xoài sẽ không bao giờ chuyển động lên trên nữa. Một cuốn sách mà ta đẩy rồi dừng lại sẽ không bao giờ quay trở lại phía ta. Nếu ta chạm một vật có nhiệt độ cao (vật nóng) với một vật có nhiệt độ thấp (vật lạnh), nhiệt sẽ tự nhiên truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp. Ta không bao giờ thấy quá trình ngược lại, trong đó nhiệt tự nhiên truyền từ vật lạnh sang vật nóng. Nếu quá trình này xảy ra, thì vật lạnh sẽ trở nên lạnh hơn, trong khi vật nóng sẽ trở nên nóng hơn. Nhưng trên thực tế, không phải như vậy. Có rất nhiều quá trình không thể đảo ngược trông có vẻ khác nhau, nhưng tất cả đều liên quan đến sự thay đổi dạng năng lượng và sự truyền năng lượng từ vật này sang vật khác.
Ví dụ, có một trận động đất mạnh khiến các tòa nhà sụp đổ (các tòa nhà sụp đổ do năng lượng mang theo bởi sóng động đất). Bạn đã bao giờ thấy từng phần của tòa nhà sụp đổ tự ghép lại và đứng thẳng như trước chưa? Hoặc, ví dụ, một chiếc ly rơi xuống sàn và vỡ... Bạn đã bao giờ thấy những mảnh vỡ ly vỡ vụn trên sàn tự ghép lại thành một chiếc ly nguyên vẹn như trước chưa? Điều đó chưa từng xảy ra... còn rất nhiều ví dụ khác nữa.
Để giải thích các quá trình nhiệt động lực học chỉ xảy ra theo một chiều (các quá trình không thuận nghịch), các nhà khoa học đã xây dựng định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Định luật thứ hai của nhiệt động lực học giải thích những quá trình nào có thể xảy ra trong vũ trụ và những quá trình nào không thể. Một nhà khoa học tên là R.J.E. Clausius (1822–1888) đã đưa ra phát biểu sau:
Nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp; nhiệt không tự truyền từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao (Định luật thứ hai của nhiệt động lực học – phát biểu của Clausius).
Định luật Clausius là một phát biểu đặc biệt của định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Nó được gọi là phát biểu đặc biệt vì nó chỉ áp dụng cho một quá trình duy nhất, đó là truyền nhiệt. Vì phát biểu này không liên quan đến các quá trình khác, chúng ta cần một phát biểu tổng quát hơn. Sự phát triển của phát biểu tổng quát về định luật thứ hai của nhiệt động lực học một phần dựa trên nghiên cứu về động cơ nhiệt. Do đó, chúng ta sẽ thảo luận về động cơ nhiệt trước.
ĐỘNG CƠ NHIỆT
Phần lớn năng lượng chúng ta sử dụng đến từ năng lượng tiềm năng hóa học chứa trong dầu mỏ, khí đốt và than đá. Năng lượng tiềm năng hóa học chứa trong dầu mỏ, khí đốt hoặc than đá không thể sử dụng trực tiếp. Dầu mỏ, khí đốt hoặc than đá phải được đốt cháy trước. Thông thường, việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (dầu mỏ, khí đốt và than đá) tạo ra nhiệt. Nhiệt có thể được sử dụng trực tiếp để nấu ăn và sưởi ấm phòng. Để di chuyển một vật gì đó (ví dụ, để di chuyển một chiếc xe), chúng ta phải chuyển đổi nhiệt thành động năng hoặc cơ năng (cơ năng = tiềm năng + động năng). Chuyển đổi cơ năng thành nhiệt là một việc rất dễ dàng, nhưng chuyển đổi nhiệt thành cơ năng thì khó hơn. Hãy thử xoa hai lòng bàn tay vào nhau… lòng bàn tay của bạn nóng, phải không? Khi chúng ta xoa hai lòng bàn tay vào nhau (chúng ta thực hiện công việc), cơ năng được chuyển đổi thành nhiệt. Quá trình này rất dễ dàng… Thậm chí có thể tạo ra lượng nhiệt vô hạn bằng cách thực hiện công việc. Nhưng quá trình ngược lại, cụ thể là sử dụng nhiệt để thực hiện công việc, thì khó hơn.
Thiết bị dùng để khai thác nhiệt năng để thực hiện công việc chỉ được phát minh vào năm 1700. Thiết bị đó chính là động cơ hơi nước. Động cơ hơi nước được sử dụng lần đầu tiên để bơm nước ra khỏi các mỏ than. Điều quan trọng cần lưu ý là việc sử dụng động cơ hơi nước lần đầu tiên diễn ra trước khi các nhà khoa học biết rằng nhiệt thực chất là năng lượng được truyền do sự khác biệt về nhiệt độ (định luật nhiệt động lực học thứ nhất vẫn chưa được hình thành).
Việc sử dụng động cơ hơi nước vào thời điểm đó có lẽ dựa trên kinh nghiệm thực tế cho thấy hơi nước có thể làm chuyển động các vật thể. Động cơ hơi nước được coi là động cơ nhiệt (động cơ nhiệt = thiết bị chuyển đổi nhiệt năng thành năng lượng cơ học). Ngày nay, động cơ hơi nước được sử dụng để tạo ra năng lượng điện. Các động cơ nhiệt hiện đại là động cơ đốt trong (động cơ ô tô, động cơ xe máy, v.v.).
Ý tưởng cơ bản đằng sau việc sử dụng động cơ nhiệt là nhiệt năng chỉ có thể được chuyển hóa thành năng lượng cơ học nếu nó được phép truyền từ vùng có nhiệt độ cao đến vùng có nhiệt độ thấp. Trong quá trình này, một phần nhiệt năng được chuyển hóa thành năng lượng cơ học (một phần nhiệt năng được sử dụng để thực hiện công), trong khi một phần nhiệt năng được thải ra vùng có nhiệt độ thấp. Quá trình chuyển đổi năng lượng và truyền năng lượng trong động cơ nhiệt được thể hiện trong sơ đồ.
Nhiệt độ cao (T)H) và nhiệt độ thấp (TL(Nhiệt độ này còn được gọi là nhiệt độ hoạt động của động cơ). Nhiệt lượng truyền từ nơi có nhiệt độ cao được ký hiệu là Q.HTrong khi đó, nhiệt lượng tỏa ra nơi có nhiệt độ thấp được ký hiệu là Q.L. Khi dòng chảy đi từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp, một lượng Q nhất định sẽ bị mất đi.H Năng lượng được chuyển hóa thành năng lượng cơ học (được sử dụng để thực hiện công việc), một phần trong đó được giải phóng dưới dạng Q.LThực ra chúng tôi thực sự hy vọng rằng tất cả QH Có thể chuyển đổi Q thành W, nhưng kinh nghiệm hàng ngày cho thấy điều này là không thể. Luôn luôn có một lượng nhiệt bị mất đi. Do đó, dựa trên định luật bảo toàn năng lượng, có thể kết luận rằng Q là QH = W + QL.
Bây giờ chúng ta hãy xem xét một động cơ nhiệt thường được sử dụng để chuyển đổi nhiệt năng thành năng lượng cơ học. Điều quan trọng cần lưu ý là chúng ta chỉ xem xét các động cơ nhiệt thực hiện công liên tục. Để công được thực hiện liên tục, nhiệt phải truyền liên tục từ vùng có nhiệt độ cao đến vùng có nhiệt độ thấp. Nếu nhiệt chỉ truyền một lần, công do động cơ nhiệt thực hiện cũng chỉ được thực hiện một lần (năng lượng cơ học tạo ra sẽ rất nhỏ). Do đó, động cơ nhiệt không thể được sử dụng tối ưu. Một động cơ nhiệt có thể được sử dụng tối ưu nếu nó thực hiện công liên tục. Nói cách khác, năng lượng cơ học do động cơ nhiệt tạo ra đủ để được sử dụng để di chuyển một vật nào đó.
Động cơ hơi nước
Động cơ hơi nước sử dụng hơi nước làm môi chất truyền nhiệt. Hơi nước được gọi là chất làm việc của động cơ hơi nước. Có hai loại động cơ hơi nước: động cơ hơi nước kiểu piston và động cơ hơi nước kiểu tuabin (tuabin hơi nước). Thiết kế của chúng khác nhau một chút, nhưng cả hai loại đều có điểm tương đồng: chúng đều sử dụng hơi nước được làm nóng bằng cách đốt dầu, khí đốt, than đá hoặc năng lượng hạt nhân.
Động cơ hơi nước kiểu chuyển động tịnh tiến
Nước trong bình chứa thường được đun nóng ở áp suất cao. Vì được đun nóng ở áp suất cao, quá trình sôi diễn ra ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ tỷ lệ thuận với áp suất. Nhiệt độ của hơi nước càng cao, áp suất hơi càng lớn. Hơi nước ở nhiệt độ cao hoặc áp suất cao này đi qua van đầu vào và giãn nở khi ép vào pít-tông. Khi giãn nở, hơi nước đẩy pít-tông, làm cho nó di chuyển sang phải.
Một phần nhiệt lượng trong hơi nước được chuyển hóa thành động năng. Khi pít-tông di chuyển sang phải, bánh xe nối với pít-tông sẽ quay (1). Sau nửa vòng quay, bánh xe đẩy pít-tông trở lại vị trí ban đầu (2). Khi pít-tông di chuyển sang trái, van nạp tự động đóng lại, trong khi van xả tự động mở ra. Hơi nước được ngưng tụ bởi bộ ngưng tụ, biến thành sương. Tiếp theo, nước trong bộ ngưng tụ được bơm trở lại bình chứa để đun sôi lại. Và cứ thế tiếp diễn… Vì quá trình này diễn ra lặp đi lặp lại, pít-tông liên tục di chuyển sang phải và sang trái. Vì pít-tông liên tục di chuyển sang phải và sang trái, bánh xe cũng quay liên tục. Sự quay của bánh xe thường được sử dụng để di chuyển một vật gì đó.
Tuabin hơi nước
Nguyên lý hoạt động của tuabin hơi về cơ bản giống với động cơ hơi kiểu piston. Sự khác biệt là động cơ hơi kiểu piston sử dụng piston, trong khi tuabin hơi sử dụng tuabin. Trong động cơ hơi kiểu piston, nhiệt năng trước tiên được chuyển hóa thành động năng tịnh tiến của piston. Sau đó, động năng tịnh tiến của piston được chuyển hóa thành động năng quay của bánh xe quay. Trong tuabin hơi, nhiệt năng được chuyển hóa trực tiếp thành động năng quay của tuabin. Tuabin có thể quay nhờ sự chênh lệch áp suất. Nhiệt độ của hơi nước phía trên cánh quạt cao hơn nhiều so với nhiệt độ của hơi nước phía dưới cánh quạt. Cánh quạt là một tấm mỏng nằm ở trung tâm của tuabin. Nhiệt độ tỷ lệ thuận với áp suất. Vì nhiệt độ của hơi nước phía trên cánh quạt cao hơn nhiệt độ của hơi nước phía dưới cánh quạt, nên áp suất hơi nước phía trên cánh quạt lớn hơn áp suất phía dưới cánh quạt. Sự chênh lệch áp suất này khiến hơi nước đẩy cánh quạt xuống dưới, làm cho tuabin quay. Chiều quay của tuabin được thể hiện trong hình vẽ.
Điều quan trọng cần lưu ý là nguyên lý hoạt động của động cơ hơi nước dựa trên sơ đồ truyền năng lượng đã giải thích ở trên. Trong trường hợp này, năng lượng cơ học có thể được tạo ra bằng cách cho nhiệt truyền từ vật thể hoặc vị trí có nhiệt độ cao đến vật thể hoặc vị trí có nhiệt độ thấp. Do đó, sự chênh lệch nhiệt độ là rất cần thiết trong động cơ hơi nước.
Nếu bạn để ý cách hoạt động của động cơ hơi nước kiểu piston, bạn sẽ nhận thấy rằng piston vẫn có thể di chuyển sang trái và phải ngay cả khi không có sự chênh lệch nhiệt độ (không có bình ngưng hoặc bơm). Piston có thể di chuyển sang phải là do sự giãn nở của hơi nước ở nhiệt độ cao hoặc áp suất cao. Trong trường hợp này, một phần nhiệt lượng trong hơi nước được chuyển hóa thành động năng tịnh tiến của piston. Động năng tịnh tiến này của piston sau đó chuyển hóa thành động năng quay của bánh xe quay. Sau khi hoàn thành nửa vòng quay, bánh xe đẩy piston trở lại bên trái. Khi bánh xe đẩy piston trở lại bên trái, động năng quay của bánh xe lại được chuyển hóa thành động năng tịnh tiến của piston. Khi piston di chuyển sang trái, nó đẩy hơi nước ra khỏi xi lanh. Đồng thời, van xả mở ra.
Như vậy, hơi nước bị piston đẩy sẽ đẩy hơi nước phía dưới van xả. Bây giờ, nếu nhiệt độ của hơi nước bên dưới van xả bằng nhiệt độ của hơi nước bị piston đẩy, thì toàn bộ động năng tịnh tiến của piston sẽ được chuyển hóa trở lại thành nội năng của hơi nước. Nội năng tỷ lệ thuận với nhiệt độ. Nếu nội năng của hơi nước tăng, nhiệt độ của hơi nước cũng tăng. Nhiệt độ tỷ lệ thuận với áp suất. Nếu nhiệt độ của hơi nước tăng, áp suất của hơi nước cũng tăng. Do đó, áp suất của hơi nước thoát ra qua van xả bằng áp suất của hơi nước đi vào qua van nạp. Piston sẽ tiếp tục chuyển động sang phải và sang trái liên tục nhưng sẽ không có tổng động năng nào có thể được sử dụng (không có tổng công được tạo ra). Vì vậy, động năng mà piston nhận được trong quá trình giãn nở (piston chuyển động sang phải) sẽ được trả lại cho hơi nước trong quá trình nén (piston chuyển động sang trái).
Kết luận rằng, sự chênh lệch nhiệt độ trong động cơ hơi nước vẫn là cần thiết. Sự chênh lệch nhiệt độ này trong động cơ hơi nước có thể đạt được bằng cách sử dụng bộ ngưng tụ. Khi nhiệt độ và áp suất của hơi nước bên dưới van xả thấp hơn nhiều so với nhiệt độ và áp suất của hơi nước trong xi lanh, thì khi piston di chuyển trở lại sang trái, lực mà piston tác dụng lên hơi nước nhỏ hơn nhiều so với lực mà hơi nước tác dụng lên piston khi piston di chuyển sang phải. Nói cách khác, công mà piston thực hiện lên hơi nước nhỏ hơn nhiều so với công mà hơi nước thực hiện lên piston. Vì vậy, chỉ một phần nhỏ động năng của piston được trả lại cho hơi nước. Như vậy, sẽ có tổng động năng hoặc tổng công được tạo ra. Tổng động năng này được sử dụng để di chuyển một vật nào đó.
Động cơ đốt trong
Động cơ xe máy và ô tô là những ví dụ về động cơ đốt trong. Chúng được gọi là động cơ đốt trong vì quá trình đốt cháy diễn ra bên trong một xi lanh kín. Động cơ đốt trong là kết quả của việc ứng dụng kỹ thuật nén và giãn nở đoạn nhiệt, được giải thích trong định luật nhiệt động lực học thứ nhất.
Chúng ta sẽ chỉ xem xét các động cơ đốt trong sử dụng xăng và dầu diesel làm nhiên liệu. Xăng và dầu diesel là các sản phẩm của dầu mỏ, do đó chúng sở hữu năng lượng tiềm năng hóa học. Năng lượng tiềm năng hóa học trong xăng và dầu diesel trước tiên được chuyển hóa thành nhiệt thông qua quá trình đốt cháy. Nhiệt lượng sinh ra từ quá trình đốt cháy sau đó được chuyển hóa thành năng lượng cơ học. Năng lượng cơ học này là thứ cho phép xe máy hoặc ô tô di chuyển. Chu trình trong động cơ xăng được gọi là chu trình Otto, trong khi chu trình trong động cơ diesel được gọi là chu trình diesel. Chu trình là một quá trình nhiệt động học thuận nghịch. Trước tiên, chúng ta hãy thảo luận về chu trình Otto.
Chu trình Otto
Đây là sơ đồ của một động cơ đốt trong bốn kỳ. Hỗn hợp không khí và hơi xăng chảy từ bộ chế hòa khí vào xi lanh khi pít tông chuyển động xuống dưới (kỳ nạp). Hỗn hợp không khí và hơi xăng trong xi lanh sau đó được nén đoạn nhiệt khi pít tông chuyển động lên trên (kỳ nén). Do được nén đoạn nhiệt, nhiệt độ và áp suất của hỗn hợp tăng lên. Đồng thời, bugi đánh lửa hỗn hợp, đốt cháy nó. Khi cháy, nhiệt độ và áp suất của khí tăng lên. Khí có nhiệt độ và áp suất cao giãn nở ép vào pít tông, đẩy nó xuống dưới (kỳ giãn nở). Khí đã cháy sau đó được thải ra ngoài qua van xả và hướng về phía ống xả (kỳ xả). Van nạp mở ra một lần nữa, và bốn kỳ được lặp lại.
Điều quan trọng cần lưu ý là mục đích của quá trình nén đoạn nhiệt là để tăng nhiệt độ và áp suất của hỗn hợp hơi xăng-không khí. Quá trình đốt cháy ở áp suất cao tạo ra nhiệt độ và áp suất rất cao. Do đó, lực đẩy (F = PA) được tạo ra trong quá trình giãn nở rất lớn. Điều này làm cho động cơ xe máy hoặc ô tô trở nên mạnh mẽ hơn. Ngay cả khi không có quá trình nén, hỗn hợp hơi xăng-không khí vẫn có thể bốc cháy khi bugi tạo ra tia lửa. Tuy nhiên, nhiệt độ và áp suất của khí cháy không cao lắm, do đó lực đẩy tạo ra cũng nhỏ. Kết quả là, động cơ trở nên yếu hơn.
Quá trình chuyển hóa và truyền năng lượng trong động cơ đốt trong bốn kỳ có thể được giải thích như sau: Trong quá trình đốt cháy, năng lượng tiềm năng hóa học trong xăng và năng lượng trong không khí được chuyển hóa thành nhiệt. Một phần nhiệt được chuyển hóa thành năng lượng cơ học trong thanh truyền và trục khuỷu, trong khi một phần được thải ra ngoài qua ống xả. Hầu hết năng lượng cơ học trong thanh truyền và trục khuỷu được chuyển hóa thành năng lượng cơ học trong xe (làm xe chuyển động), trong khi một phần nhỏ được chuyển hóa thành nhiệt. Nhiệt được tạo ra do ma sát.
Quá trình giãn nở và nén đoạn nhiệt trong chu trình Otto có thể được minh họa bằng sơ đồ dưới đây. Sơ đồ này thể hiện một mô hình lý tưởng hóa các quá trình nhiệt động lực học xảy ra trong động cơ đốt trong chạy bằng xăng.
Hỗn hợp không khí và hơi xăng đi vào xi lanh (a). Hỗn hợp không khí và hơi xăng sau đó được nén đoạn nhiệt (a-b). Lưu ý rằng thể tích xi lanh giảm. Hỗn hợp không khí và hơi xăng được đun nóng ở thể tích không đổi – hỗn hợp được đốt cháy (b-c). Khí cháy trải qua quá trình giãn nở đoạn nhiệt (c-d). Làm nguội ở thể tích không đổi – khí cháy được thải ra ống xả và một hỗn hợp không khí + hơi xăng mới đi vào xi lanh (d-a).
Hỗn hợp không khí và hơi xăng đi vào xi lanh (a). Hỗn hợp không khí và hơi xăng sau đó được nén đoạn nhiệt (a-b). Lưu ý rằng thể tích xi lanh giảm. Hỗn hợp không khí và hơi xăng được đun nóng ở thể tích không đổi – hỗn hợp được đốt cháy (b-c). Khí cháy trải qua quá trình giãn nở đoạn nhiệt (c-d). Làm nguội ở thể tích không đổi – khí cháy được thải ra ống xả và một hỗn hợp không khí + hơi xăng mới đi vào xi lanh (d-a).
Chu trình Diesel
Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel tương tự như động cơ xăng. Sự khác biệt nằm ở bước nén đoạn nhiệt ban đầu (nén đoạn nhiệt = quá trình nén diễn ra rất nhanh đến mức nhiệt không có thời gian truyền vào hoặc ra khỏi hệ thống. Hệ thống trong trường hợp này là xi lanh). Trong khi ở động cơ xăng, hỗn hợp không khí và hơi xăng được nén, thì ở động cơ diesel chỉ có không khí được nén. Quá trình nén đoạn nhiệt làm tăng nhiệt độ và áp suất của không khí. Tiếp theo, kim phun sẽ phun nhiên liệu diesel. Vì nhiệt độ và áp suất của không khí đã rất cao, khi nhiên liệu diesel được phun vào xi lanh, nó sẽ bốc cháy ngay lập tức. Không cần bugi. Hãy lưu ý giá trị áp suất được hiển thị trong sơ đồ bên dưới. So sánh nó với giá trị áp suất được hiển thị trong sơ đồ chu trình Otto.
Sơ đồ này thể hiện một chu trình diesel lý tưởng. Ban đầu, không khí được nén đoạn nhiệt (a-b), sau đó được làm nóng ở áp suất không đổi – kim phun phun nhiên liệu diesel và quá trình đốt cháy xảy ra (b-c), khí cháy trải qua quá trình giãn nở đoạn nhiệt (c-d), nguội ở thể tích không đổi – khí cháy được thải ra ngoài qua ống xả và không khí sạch đi vào xi lanh (d-a).
Dựa trên giải thích ở trên, có thể kết luận rằng mỗi động cơ nhiệt về cơ bản đều có một chất làm việc cụ thể. Chất làm việc của động cơ hơi nước là nước, chất làm việc của động cơ xăng là không khí và hơi xăng, chất làm việc của động cơ diesel là không khí và dầu diesel. Chất làm việc thường hấp thụ nhiệt ở nhiệt độ cao (Q<sub> H </sub>), thực hiện công (W), sau đó giải phóng nhiệt lượng còn lại ở nhiệt độ thấp hơn (Q<sub> L</sub> ). Vì năng lượng được bảo toàn, nên Q <sub>H</sub> = W + Q<sub> L</sub>.
Hiệu suất của động cơ nhiệt
Hiệu suất (e) của động cơ nhiệt là tỷ lệ giữa công (W) do động cơ thực hiện và nhiệt lượng đầu vào ở nhiệt độ cao (Q H ). Về mặt toán học, nó có thể được viết như sau:
W là lợi nhuận chúng ta nhận được, trong khi QH là chi phí chúng ta phải bỏ ra để mua và đốt nhiên liệu. Là con người luôn mong muốn đạt được lợi nhuận cao nhất và chi phí thấp nhất, chúng ta thực sự hy vọng rằng lợi nhuận thu được (W) tương xứng với chi phí phải bỏ ra (QH). Điều đó có khả thi không?
Dựa trên định luật bảo toàn năng lượng, nhiệt lượng đầu vào (Q H ) phải bằng công (W) thực hiện cộng với nhiệt lượng tỏa ra (Q L ). Về mặt toán học:
Để biểu thị hiệu suất của động cơ nhiệt dưới dạng phần trăm, chỉ cần nhân phương trình hiệu suất với 100%. Dựa trên phương trình hiệu suất ở trên, lượng nhiệt thải ra (Q L ) càng lớn thì hiệu suất của động cơ nhiệt càng thấp. Chúng ta rất muốn lượng nhiệt thải ra (Q L ) càng ít càng tốt. Tuy nhiên, nhiệt lượng đầu vào (Q H ) thường được lấy bằng cách đốt dầu, than, khí đốt, v.v. (các loại nhiên liệu mà chúng ta phải trả tiền).
Do đó, về cơ bản, mọi động cơ nhiệt đều được thiết kế để đạt hiệu quả cao nhất có thể. Mặc dù chúng ta mong muốn đạt được lợi ích tối đa với chi phí tối thiểu, nhưng thực tế là động cơ hơi nước thường chỉ đạt hiệu suất khoảng 40%, trong khi động cơ đốt trong đạt khoảng 50%. Điều này có nghĩa là một nửa lượng nhiệt tạo ra từ việc đốt nhiên liệu bị lãng phí. Chỉ một nửa được chuyển hóa thành năng lượng cơ học.
Ví dụ câu hỏi 1:
Một động cơ nhiệt hấp thụ 3000 Jun nhiệt lượng (Q<sub> H</sub> ), thực hiện công (W) và tỏa ra 2500 Jun nhiệt lượng (Q<sub> L</sub> ). Hiệu suất của động cơ nhiệt là bao nhiêu?
Cuộc thảo luận
Ví dụ câu hỏi 2:
Một động cơ nhiệt hấp thụ 3000 Jun nhiệt lượng (Q<sub> H</sub> ), thực hiện công (W) và tỏa ra 2000 Jun nhiệt lượng (Q<sub> L</sub> ). Hiệu suất của động cơ nhiệt là bao nhiêu?
Cuộc thảo luận
Ví dụ câu hỏi 3:
Một động cơ nhiệt hấp thụ 3000 Jun nhiệt lượng (Q<sub> H</sub> ), thực hiện công (W) và tỏa ra 1500 Jun nhiệt lượng (Q<sub> L</sub> ). Hiệu suất của động cơ nhiệt là bao nhiêu?
Cuộc thảo luận
