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la transformación completa de calor en trabajo mecánico

la transformación completa de calor en trabajo mecánico

¿Puede el calor se transforma en trabajo mecánico con un rendimiento del 100 % ?

Tengo un montón de institutos de investigación pidió que me ayude a realizar este sencillo experimento . El costo de la replicación es de unos miles de pocos euros ... Pero parece que nadie estaba interesado ...

Es aceptado en el cíclico monothermal Ese proceso sólo el trabajo puede ser transformada en calor, pero no al revés. Con el fin de obtener la conversión del calor en trabajo mecánico , la máquina es necesario operar entre dos fuentes de calor a diferentes temperaturas .
Pero qué tan cierto es Termodinámica clásica Cuál de estas afirmaciones se han hecho más cercano a la filosofía experimental de la física?
En principio , en la nueva teoría de la termodinámica , el calor no puede ser transformado en trabajo mecánico . Pero el calor generado CAN para un gradiente de presión de gas, y el gradiente de presión puede producir trabajo mecánico. Si usted no tiene un gas portador , la cantidad de calor generado se puede immens y el trabajo mecánico Sería infinitesimal .
Por supuesto, el experimento GMT conseguir uso de esta idea , es decir, la transformación de un sólido directamente a gas ( sublimación) que siguió a la expansión de los gases produce trabajo mecánico.
Además de la conversión de calor en trabajo mecánico con el rendimiento teórico del 100 %, una sola fuente de calor se utiliza para la disperation de los teóricos .
El experimento es de construcción bastante simpleas , Pero la técnica un poco caro y experimental requiere que las pequeñas pruebas de ajuste.
Considere la posibilidad de un pistón mecánico como en la figura . 3 que está revestido en el interior con una capa de dióxido de carbono sólido . Por supuesto que este caso todo el sistema debe estar a una temperatura de menos 80 ° C. En el dispositivo de una mezcla de finos de carbón y el aire está presente , y esta mezcla a quemar puede ser activado por medio de la compresión de tiempo combinado con chispa eléctrica año .
Los primeros motores de automóviles fueron diseñados para usar carbón para bien ... no hay un nuevo enfoque teórico para el experimento.

dispozitiv mobil cu piston
Figura 3 . Dispositivo móvil Piston

Cuando la mezcla se enciende en el proceso de combustión se genera nuevo gas CO2 y , por supuesto, una cierta cantidad de calor evolucionar en el sistema . Los gases de combustión que tiene una alta temperatura que intentará transferir calor a los gases en la cámara , a la que el pistón y las paredes del dispositivo . Pero en su intento de transferir el calor al exterior, estos gases se encuentran capa sólida CO2 térmica que se llevará toda esta energía . A una temperatura de -79 ° C , se sublima de dióxido de carbono , se transforma directamente significa de sólido en gas . Por lo tanto, en vez de calentar el dispositivo y el pistón , el calor de reacción genera más volúmenes de gas en el compartimiento con un rendimiento cercano al 100 % .
Por supuesto , la disposición experimental se elige cuidadosamente con el fin de correlacionar el espesor de CO2 sólido en las paredes con la cantidad de calor liberado en la reacción . En la práctica es necceary Para asegurarse de que el calor en evolución de la reacción no es suficiente para sublimar todo el CO2 sólido dentro de la cámara .
Después de esta masiva sublimación del CO2 en el dispositivo , la presión aumenta y el pistón se mueve hacia la derecha como se muestra en la figura 2 . Desde el punto de vista teórico , todo el calor liberado en la reacción directa se puede transformar en trabajo mecánico el gradiente de presión , respectivamente .

CO2-experiment02

Figura 4 conversiones calor integral en trabajo mecánico

Mientras Dentro del sistema , la temperatura será más alta que -79 ° C , la sublimación de las moléculas de CO2 siguen aumentando y la presión empuja el émbolo hacia la derecha .
En la práctica un dispositivo de este tipo funcionaría con un rendimiento superior al 95 %, pero la diferencia entre experimental y causado por un valor teórico es secundario y no por factores , las " limitaciones . Un año modelo teórico es la idealización de la situación, mientras que en la práctica hay una gran cantidad de pérdidas .
Una condición necesaria suplementaria para el experimento : la presión en el dispositivo no puede superar los 5 atm , en cuyo caso la sublimación de dióxido de carbono antes de la fusión de mayo .
Esta regla muy simple experimento a toda la termodinámica aceptada.


Motor de CO2 sólido
Una sencilla aplicación de esta nueva teoría de la termodinámica es el motor de CO2 sólido. Por supuesto, este motor en la vida diaria no se encuentra una amplia aplicabilidad. Sus Ventajas Eso es sólo utiliza una fuente de combustible (CO2 sólido) sin la necesidad de oxígeno para la combustión y al mismo tiempo no requiere declaraciones a una temperatura alta . El motor tiene que estar a una temperatura más alta que - 79C , y en este caso los hechos que rodean como una , fuente caliente " .
Pero tal vez , de ese tipo de motor año encontrar aplicaciones en misiones espaciales o circunstancias especiales en el terreno.
El funcionamiento de tal motor año se basaría en los tres pasos , como se muestra en la siguiente tabla :

Paso 1 Alimentación . El combustible sólido ( CO2) se introduce en el cilindro en forma de copos y el múltiple de admisión como se muestra en la figura está cerca , cuando el pistón está en el punto muerto superior .

Solid-CO2-engine01

Time II : Expansión
Como mucho, el cilindro y el pistón está en una temperatura mayor que -78 º C en condiciones terrestre a 22 ° C , la sublimación del CO2 lleva a cabo, y el gas empuja el pistón hasta el punto muerto inferior como se muestra en la figura .

Solid-CO2-engine03

la figura 6

Tiempo III : Eliminación . El pistón ha alcanzado el extremo inferior del cilindro. La válvula de salida de descarga se abre de gas dióxido de carbono a través de ella . La inercia del pistón debido a infecciones de transmisión sexual continúan moviéndose hacia arriba ...
El ciclo se repite

Solid -CO2 - engine03

la figura 7

Las condiciones del suelo, el motor funcionar a partir de mayo las temperaturas atmosféricas Incluso en los polos .



 

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