Tepelná čerpadla se používají pro chlazení a tepelné motory se používají k výrobě práce. Podívejme se, zda je tepelné čerpadlo tepelným motorem nebo ne.
Tepelné čerpadlo nelze označit jako tepelný motor, protože oba jsou odlišné. Jeden odebírá teplo z nízkoteplotního zásobníku a druhý odebírá teplo z vysokoteplotního zásobníku. Oba se používají pro různé aplikace.
Tepelný motor je považován za zařízení produkující práci, zatímco tepelné čerpadlo využívá práci k provádění procesu přenosu tepla. Pojďme diskutovat o jejich fungování, rovnicích a rozdílech podrobně v tomto článku.
Tepelné čerpadlo vs tepelný motor
Tepelný motor je zcela odlišný od tepelného čerpadla. Pojďme diskutovat o rozdílech mezi tepelným motorem a tepelným čerpadlem.
| Parametr | Tepelné čerpadlo | Tepelný motor |
|---|---|---|
| Směr tepelného toku | Teplo proudí z nízkoteplotního zásobníku do vysokoteplotního zásobníku. To může souviset s vodní pumpou, ve které voda teče z nízké výšky do vysoké. | Teplo proudí z vysokoteplotního zásobníku do nízkoteplotního zásobníku. |
| Pracovní | Tepelný motor funguje tak, že přeměňuje tepelnou energii na mechanickou energii. Teplo se v tepelném motoru dodává z horkého zásobníku. Nevyužité teplo se přenáší do studeného zásobníku zvaného jímka. Tato mechanická práce se získává obecně ve formě práce na hřídeli turbíny, která vyrábí elektřinu. | Tepelná čerpadla pracují tak, že slučují vnější práci s teplem odebraným z chladného zásobníku a přenášejí se do zásobníku s vyšší teplotou. |
| Aplikace | Tepelná čerpadla se používají v chladicích cyklech. | Tepelné motory se používají k výrobě elektřiny |
| Měření výkonu | Míra účinnosti se obecně měří pomocí termínu zvaného koeficient výkonu. Rovnice je dána vztahem Q2/ (O1-Q2). | Účinnost měření se provádí měřením práce vyrobené na jednotku přidaného tepla. Účinnost je dána vztahem η = W/Q1 kde,η je tepelná účinnost tepelného motoru. |
| Známka vykonané práce | Provedená práce je považována za negativní, protože práce je v tomto případě využita. | Odvedená práce je pozitivní, protože práce je v tomto případě produkována. |
| Rovnice přenosu tepla | Q2+ W = Q1. Kde Q2 je teplo absorbované ze studeného zásobníku, W je externí práce a Q1 je celkové teplo přenesené do horkého zásobníku. | Q1 – W = Q2. Otázka1 je teplo absorbované z horkého zásobníku, W je práce vyrobená tepelným motorem, Q2 je teplo odváděné do dřezu nebo studeného zásobníku. |
| Použité komponenty | Kompresor je hlavní součástí tepelného čerpadla | Uspořádání pístového válce se běžně používá v tepelných motorech. |
| Použitý zákon termodynamiky | Druhý termodynamický zákon je aplikován v tepelném čerpadle | V tepelném motoru se uplatňuje první i druhý termodynamický zákon. |
Můžeme použít tepelné čerpadlo pro výrobu práce?
Tepelná čerpadla jsou obdobou vodních čerpadel. Pojďme diskutovat o tom, zda můžeme použít tepelné čerpadlo k výrobě práce.
Tepelná čerpadla nelze použít k výrobě práce, protože tepelná čerpadla se používají k přenosu tepla opačným směrem, než je přirozené proudění, to vyžaduje externí práci, protože teplo nemůže jít samo o sobě opačným směrem.
Obrazové kredity: Gonfer at Anglicky Wikipedia, Tepelný motor, CC BY-SA 3.0
Proč musí tepelný motor odvádět teplo?
Tepelný stroj je zařízení používané k výrobě práce. Pojďme diskutovat o tom, proč musí tepelný motor odmítat teplo.
Tepelný motor potřebuje teplo odmítat, protože druhý zákon termodynamiky říká, že žádný motor nemůže pracovat pouze s jedním zásobníkem nebo nemůže být 100% účinný. Potřebuje zdroj a jímku. Teplo je absorbováno ze zdroje a odváděno do jímky.
Na jakou teplotu není tepelné čerpadlo účinné?
Tepelná čerpadla jsou reverzní tepelné motory. Pojďme diskutovat o teplotním rozsahu, při kterém nejsou tepelná čerpadla účinná.
Tepelná čerpadla nebudou fungovat, pokud je teplotní rozdíl nebo teplotní gradient mezi oběma zásobníky velmi velký.
Proč investovat do čističky vzduchu?
V tomto článku jsme diskutovali o tepelném motoru a tepelném čerpadle. Vyvrátili jsme mylnou představu, že jsou stejní. Jsou úplně proti sobě. Jeden produkuje práci a druhý spotřebovává práci k fungování.
Přečtěte si více o Je tepelné čerpadlo plynové nebo elektrické?
Ahoj… Jmenuji se Abhishek Khambhata a vystudoval jsem B. Tech ve strojírenství. Během čtyř let mého inženýrství jsem navrhoval a řídil bezpilotní letouny. Mojí silnou stránkou je mechanika tekutin a tepelné inženýrství. Můj čtvrtý projekt byl založen na zvyšování výkonu bezpilotních vzdušných prostředků pomocí solární technologie. Rád bych se spojil s podobně smýšlejícími lidmi.
Ahoj kolego čtenáři,
Jsme malý tým v Techiescience, tvrdě pracujeme mezi velkými hráči. Pokud se vám líbí, co vidíte, sdílejte náš obsah na sociálních sítích. Vaše podpora znamená velký rozdíl. Děkuji!