Máy hơi nước — nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt
Sơ đồ máy hơi nước (SGK Hình 2.6b) chạy sống: nồi súp de (nguồn nóng T₁) đun nước sinh hơi, hơi giãn nở đẩy pít-tông trong xi lanh làm quay bánh đà — tác nhân sinh công A; hơi đã dùng sang bình ngưng (nguồn lạnh T₂) toả nhiệt Q₂ rồi ngưng lại. Bảng năng lượng Q₁ = A + Q₂ chạy real-time cho thấy A < Q₁ — phần lớn nhiệt bị thải ra nguồn lạnh. Kéo mức lửa để đổi tốc độ máy.
Máy hơi nước — nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt
Nguồn nóng → tác nhân sinh công → nguồn lạnh · Q₁ = A + Q₂
Q₁ nhận từ nguồn nóng
A công cơ học
Q₂ toả cho nguồn lạnh
Sơ đồ nguyên tắc — SGK Hình 2.6b
Diễn biến
Kì thoát hơi: van xả mở, van nạp đóng — quán tính bánh đà đẩy pít-tông lùi lại, dồn hơi đã dãn qua van xả sang bình ngưng (toả nhiệt Q₂ cho nguồn lạnh) rồi ngưng lại thành nước.
Nguyên tắc hoạt động — Q₁ = A + Q₂
Hiệu suất H = A/Q₁ ≈ 15%
Q₁ — nhiệt nhận từ nguồn nóng100%
A — công cơ học sinh ra15%
Q₂ — nhiệt toả cho nguồn lạnh85%
Nhiệt lượng Q₁ nhận từ nguồn nóng chỉ chuyển một phần thành công A; phần lớn Q₂ bị thải ra nguồn lạnh — A < Q₁, không thể biến hết nhiệt thành công.
Cấu tạo (Hình 2.6b)
- 1Nồi súp de — nguồn nóng T₁ — đun nước sinh hơi
- 2Xi lanh và pít-tông — tác nhân giãn nở, sinh công A
- 3Bình ngưng hơi — nguồn lạnh T₂ — hơi ngưng lại, toả Q₂
Van nạp / van xả đóng mở luân phiên đúng nhịp với pít-tông: nạp mở khi hơi sinh công, xả mở khi đẩy hơi sang bình ngưng.
44%0 vòng bánh đà
Lửa mạnh → hơi sinh nhanh → máy chạy nhanh hơn. Tỉ lệ Q₁ : A : Q₂ không đổi.