Prevodník energie - škola fyziky
Rodokmeň Mliečnej dráhy
Plne integrovaná kontrola nanodiamantov
Trochu bližšie k slnku
Vzdialenosti od hviezd
Čo žiari hviezdy
Jednosmerná ulica pre elektróny
Stovky výtlačkov Newtonovej knihy Philosophiae Naturalis Principia Mathematica nájdené v novom počte
Naša slnečná sústava sa sformovala za menej ako 200 000 rokov
Zdravý na Mars
Prevodník energie
A Prevodník energie vymieňa energiu medzi systémom a prostredím najmenej v dvoch formách energie. Napríklad benzínový motor premieňa chemickú energiu na kinetickú. Veľké systémy premeny energie, ako sú elektrárne, pozostávajú z niekoľkých energetických prevádzačov, ktoré postupne premieňajú primárne formy energie na technicky využiteľné formy energie, ako je elektrická energia alebo tepelná energia (procesné a diaľkové vykurovanie).
Premena energie je kategória procesov, pri ktorých sa energia vymieňa medzi systémom a prostredím najmenej v dvoch formách energie. Hovorový výraz je tiež zvlášť užitočný na premenu energie na elektrickú Vytváranie energie Bežné a označuje formu energie sprístupnenej po procese (elektrická energia), pozri výrobu energie.
Základy
Premeny energie podliehajú fyzikálnym zákonom. Energia v uzavretých systémoch je konzervačné množstvo, takže ju nemožno generovať ani zničiť. Pokiaľ ide o technické využitie, je rozhodujúca účinnosť premeny, pretože v skutočných systémoch nie je možné previesť 100% jednej formy energie na inú. Straty v iných kanáloch sú vždy, väčšinou vo forme nevyužitého tepla, to znamená tepelnej energie.
Obe formy energie neprenášajú žiadnu entropiu v ideálnom spôsobe myslenia, takže straty pri premene, väčšinou teplo, bránia stroju na trvalý pohyb absolútne spoľahlivo. Entropia spojená s týmto teplom a generovaná v procese zaisťuje zvýšenie celkovej entropie požadovanej druhým zákonom termodynamiky v reálnych procesoch.
Príklady
S premenou energie sú spojené takmer všetky technické a biologické procesy. Preto existujú príklady prevádzačov energie pre takmer všetky páry foriem energie.
Elektrický motor
Elektromotor premieňa elektrickú energiu na kinetickú.
Parná turbína
Parná turbína poháňa elektrický generátor; tepelná energia sa mení na elektrickú energiu. Turbína pri teplote T1 dodané teplo ΔQ1 nesie entropiu ΔS1 = ΔQ1/T1 sám so sebou. Vytvorená elektrická energia ΔW nemá entropiu. Keby sa všetko teplo premenilo na elektrickú energiu, bola by to entropia ΔS1 zmizne, čo by však bolo v rozpore s druhým zákonom. Turbína sa dostal do takže odpadové teplo ΔQ2 s teplotou T2 dať aspoň entropiu ΔS1 nosenie. Pre energiu platí: ΔQ1 = ΔW + ΔQ2 a pre entropiu: ΔS2 ≥ ΔS1 ⇔ ΔQ2/T2 ≥ ΔQ1/T1. Z druhej rovnice to vyplýva ΔQ2 ≥ ΔQ1 * T2/T1. Tieto straty tepla ΔQ2 sú podľa druhého zákona absolútne nevyhnutné a dajú sa použiť pri daných teplotách T1 a T2 nepodliehajú žiadnym technickým opatreniam. Táto hranica účinnosti pre tepelný motor sa realizuje v procesoch teoretického cyklu, ako je Carnotov proces. Okrem toho existujú technické straty pri premene.
solárna energia
Účinnosť konverzií rastie s teplotnými rozdielmi (alebo ich ekvivalentmi), ktoré je možné použiť v konverznom systéme. Napríklad fotoelektrický jav sa čoraz viac využíva vo fotovoltaike. Účinnosti dosiahnuté priamou fotoelektrickou konverziou sú stále pod konvenčnou dvojitou tepelno-mechanicko-elektrickou konverziou. Oveľa väčšie teplotné rozdiely sa naopak vyskytujú v solárnych tepelných elektrárňach, v ktorých sa napríklad radiačná energia koncentrovaná zrkadlami najskôr premieňa na tepelnú energiu absorpciou, potom konvenčne na mechanickú a nakoniec elektrickú energiu.