Động cơ nhiệt

Hệ thống chuyển đổi nhiệt năng thành cơ năng

Trong kỹ thuậtnhiệt động lực học, động cơ nhiệt là những động cơ trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy (nhiệt năng) chuyển hóa thành cơ năng.[1][2] Nguyên tắc hoạt động của các động cơ nhiệt là đưa một lưu chất làm việc từ một trạng thái nhiệt độ cao hơn về trạng thái nhiệt độ thấp hơn. Một nguồn nóng tạo ra nhiệt năng để đưa lưu chất tới trạng thái nhiệt độ cao. Lưu chất làm việc sinh công cơ học trong cơ cấu của động cơ trong khi truyền nhiệt cho một nguồn lạnh làm mát nó tới một trạng thái nhiệt độ thấp hơn. Trong quá trình này, nhờ các đặc tính của lưu chất, một phần nhiệt lượng được cung cấp ban đầu cho lưu chất sẽ được chuyển thành công cơ học để sử dụng.

Sơ đồ của một động cơ nhiệt, gồm nguồn nóng, nguồn lạnh và cơ cấu.

Các động cơ nhiệt đầu tiên là máy hơi nước, chúng có đặc điểm chung là nhiên liệu (củi, than, dầu...) được đốt cháy ở bên ngoài xi lanh của động cơ. Hàng trăm năm sau khi máy hơi nước ra đời mới xuất hiện động cơ đốt trong, là động cơ nhiệt mà nhiên liệu được đốt cháy ngay ở bên trong xi lanh. Động cơ nhiệt được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay, bao gồm từ những động cơ chạy bằng xăng hoặc dầu ma dút của xe máy, ô tô, máy bay, tàu hỏa, tàu thủy... đến các động cơ chạy bằng các nhiên liệu đặc biệt của tên lửa, con tàu vũ trụ, động cơ chạy bằng năng lượng nguyên tử của tàu ngầm, tàu phá băng...

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ Fundamentals of Classical Thermodynamics, 3rd ed. p. 159, (1985) by G. J. Van Wylen and R. E. Sonntag: "A heat engine may be defined as a device that operates in a thermodynamic cycle and does a certain amount of net positive work as a result of heat transfer from a high-temperature body and to a low-temperature body. Often the term heat engine is used in a broader sense to include all devices that produce work, either through heat transfer or combustion, even though the device does not operate in a thermodynamic cycle. The internal-combustion engine and the gas turbine are examples of such devices, and calling these heat engines is an acceptable use of the term."
  2. ^ Mechanical efficiency of heat engines, p. 1 (2007) by James R. Senf: "Heat engines are made to provide mechanical energy from thermal energy."