Преобразование энергии в тепловых процессах

Преобразование энергии в природе

Альберт Эйнштейн
Е=mc2

Загрязнение атмосферы ТЭС

Тепловая смерть - прогноз
или миф?
Энергия, которая доходит до потребителя,
рано или поздно рассеивается в виде тепла..
В тепловом загрязнении среды участвуют
почти все энергоресурсы, добываемые
человеком
Человечество рискует погибнуть

«Все перемены в натуре… »
материя
движение
1748 год
М.В.Ломоносов

6 форм энергии:
Ер, Еk, Q,
магнитная, электрическая, химическая
МАЙЕР ЮЛИУС РОБЕРТ, немецкий врач
1842 год
(1814–1878)

1 калория ≈ 4,2 Дж
механический эквивалент теплоты
Джоуль, английский физик
1843 год
(1818 – 1889)

Из 6 форм-
2 формы
Q и A
1847 год
Гельмгольц
Герман– немецкий физик

(1773-1829)
Работа A
1826 год
Юнг Томас - английский физик

Понселе Жан Виктор - французский математик, инженер
Энергия
1850 год
(1788-1867)

Проблема
Создание вечных двигателей
Критерий оценки:
работа двигателя не должна противоречить
закону сохранения энергии

Гипотеза
Если
создать « вечный двигатель», то
решится проблема энергосбережения

Цель:
поиск альтернативных источников энергии

Закон сохранения энергии в тепловых процессах
(первый закон термодинамики)
Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение внутренней энергии и на совершение работы

«Вечные» двигатели
первого рода
замкнутая система, осуществляющая непрерывное движение только за счет энергии данной системы, без получения энергии извне
Превращение энергии:
Внутренняя энергия переходит в механическую энергию (но часть рассеивается в окружающую среду)

Модели «вечных» двигателей
Капиллярный
Маховик
Механический
Архимедов винт

Электромагнитный «вечный» двигатель первого рода

Необратимость процессов теплопередачи (второй закон термодинамики)
невозможен переход теплоты от тела более холодного к телу более нагретому без других изменений в системе или окружающей среде
(Р. Клаузиус)
2) невозможно создать периодически действующую машину, вся деятельность которой сводилась бы к механической работе и охлаждению теплового резервуара
(У. Томсон, М. Планк)
3) невозможно построить вечный двигатель 2-го рода
(В. Оствальд)

Направление процессов
Объем газа не может уменьшиться без действия внешних сил

Архимедов винт
Каковы преобразования видов энергии в устройстве?

Преобразование энергии в устройстве «Архимедов винт»
Кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию Потенциальная энергия падающей воды переходит в кинетическую энергию и внутреннюю энергию
Кинетическая энергия падающей воды переходит в кинетическую энергию камня и внутреннюю энергию и в потенциальную энергию
Часть механической энергии переходит во внутреннюю

Определите тип двигателя
«Архимедов винт» -двигатель первого рода,
так как работа совершается за счет механической энергии

Потери энергии в данном устройстве возможны…
на всех этапах

Изменение проводящей системы перетекания жидкости
Установка подшипника, уменьшающего трение об основную ось
Облегчение вращающегося колеса (более лёгкий материал)
Способы компенсации потерь энергии

ВЫВОДЫ
Невозможно построить вечный двигатель первого рода, который бы мог работать бесконечно долго без затрат энергии
2. Невозможно создать вечный двигатель второго рода, который работал бы бесконечно долго за счет охлаждения какого-либо одного тела

Альтернативные источники энергии
солнечные батареи
генератор энергии приливов
генератор солнечного ветра
приливные электростанции (ПЭС)

Солнечные батареи

Генератор энергии приливов

Генератор солнечного ветра

Кольский залив и побережье Охотского моря могут дать
до 100 ГВт энергии за счет использования приливных электростанций (ПЭС).
Для отопления и освещения среднего поселка за Полярным кругом достаточно всего
2 МВт энергии.
Кислогубская ПЭС

ветровая энергия
энергия рек
геотермальная энергия
энергия мирового океана
атомная энергия
водородная энергетика
солнечные батареи
Какие источники энергии вы знаете?

Дизайн-петля