Ideaalse soojusmasina maksimaalne kasutegur. Soojusmootor. Termodünaamika teine ​​seadus. Soojusmootori efektiivsus

Tõhususe tegur (COP) on süsteemi efektiivsuse mõõt energia muundamise või ülekande seisukohalt, mis määratakse kasulikult kasutatud energia ja süsteemi poolt vastuvõetud koguenergia suhtega.

tõhusust- väärtus on mõõtmeteta, seda väljendatakse tavaliselt protsentides:

Soojusmasina jõudluskoefitsient (COP) määratakse valemiga: , kus A = Q1Q2. Soojusmasina kasutegur on alati väiksem kui 1.

Carnot' tsükkel- See on pöörduv tsirkulaarne gaasiprotsess, mis koosneb kahest järjestikusest isotermilisest ja kahest adiabaatilisest protsessist, mis viiakse läbi töövedelikuga.

Ringikujuline tsükkel, mis sisaldab kahte isotermi ja kahte adiabaati, vastab maksimaalsele efektiivsusele.

Prantsuse insener Sadi Carnot tuletas 1824. aastal ideaalse soojusmasina maksimaalse kasuteguri valemi, kus töövedelikuks on ideaalne gaas, mille tsükkel koosnes kahest isotermist ja kahest adiabaadist ehk Carnot’ tsüklist. Carnot' tsükkel on soojusmasina tegelik töötsükkel, mis teeb tööd tänu isotermilisel protsessil töövedelikule antud soojusele.

Carnot' tsükli efektiivsuse, st soojusmasina maksimaalse efektiivsuse valem on järgmine: , kus T1 on küttekeha absoluutne temperatuur, T2 on külmiku absoluutne temperatuur.

Soojusmootorid- Need on struktuurid, milles soojusenergia muundatakse mehaaniliseks energiaks.

Soojusmootorid on mitmekesised nii disaini kui ka otstarbe poolest. Nende hulka kuuluvad aurumasinad, auruturbiinid, sisepõlemismootorid, reaktiivmootorid.

Kuid vaatamata mitmekesisusele on erinevate soojusmasinate tööpõhimõttes ühiseid jooni. Iga soojusmasina põhikomponendid:

• kütteseade;
• tööorgan;
• külmkapp.

Kütteseade vabastab soojusenergiat, soojendades samal ajal töövedelikku, mis asub mootori töökambris. Töövedelik võib olla aur või gaas.

Võttes vastu soojushulga, paisub gaas, sest. selle rõhk on suurem kui välisrõhk ja liigutab kolbi, andes positiivse töö. Samal ajal selle rõhk langeb ja maht suureneb.

Kui surume gaasi kokku, läbides samu olekuid, kuid vastupidises suunas, siis teeme sama absoluutväärtuse, kuid negatiivse töö. Selle tulemusena võrdub kogu tsükli töö nulliga.

Selleks, et soojusmasina töö oleks nullist erinev, peab gaasi kokkusurumise töö olema väiksem kui paisumistöö.

Selleks, et kokkusurumistöö muutuks paisumistööst väiksemaks, on vajalik, et kokkusurumisprotsess toimuks madalamal temperatuuril, selleks tuleb töövedelikku jahutada, seetõttu on külmiku konstruktsioonis külmik. soojusmootor. Töövedelik annab sellega kokkupuutel külmikusse soojushulga.

Toimivuskoefitsient (COP) - termin, mida saab rakendada võib-olla iga süsteemi ja seadme jaoks. Isegi inimesel on efektiivsus olemas, kuigi selle leidmiseks pole ilmselt veel objektiivset valemit. Selles artiklis selgitame üksikasjalikult, mis on tõhusus ja kuidas seda erinevate süsteemide jaoks arvutada.

tõhususe määratlus

Tõhusus on näitaja, mis iseloomustab konkreetse süsteemi efektiivsust seoses energia tagastamise või muundamisega. Tõhusus on mõõtmatu väärtus ja seda esitatakse kas numbrilise väärtusena vahemikus 0 kuni 1 või protsentides.

Üldvalem

Tõhusust tähistab sümbol Ƞ.

Üldine matemaatiline valem efektiivsuse leidmiseks on kirjutatud järgmiselt:

Ƞ=A/Q, kus A on süsteemi poolt tehtud kasulik energia/töö ja Q on selle süsteemi poolt kasuliku väljundi saamise protsessi korraldamiseks kulutatud energia.

Kasutegur on kahjuks alati väiksem kui üks või sellega võrdne, kuna energia jäävuse seaduse kohaselt ei saa me rohkem tööd kui kulutatud energia. Lisaks on tõhusus tegelikult äärmiselt harva võrdne ühega, kuna kasuliku tööga kaasnevad alati kaod, näiteks mehhanismi soojendamiseks.

Soojusmootori efektiivsus

Soojusmasin on seade, mis muudab soojusenergia mehaaniliseks energiaks. Soojusmasinas määratakse töö küttekehast saadava soojushulga ja jahutile antud soojushulga vahega ning seetõttu määratakse kasutegur valemiga:

• Ƞ=Qн-Qх/Qн, kus Qн on küttekehast saadud soojushulk ja Qх on jahutile antud soojushulk.

Arvatakse, et suurima kasuteguri tagavad Carnot tsüklil töötavad mootorid. Sel juhul määratakse tõhusus järgmise valemiga:

• Ƞ=T1-T2/T1, kus T1 on kuuma allika temperatuur, T2 on külma allika temperatuur.

Elektrimootori efektiivsus

Elektrimootor on seade, mis muundab elektrienergia mehaaniliseks energiaks, seega on kasutegur antud juhul seadme efektiivsuse suhe elektrienergia muundamise suhtes mehaaniliseks energiaks. Elektrimootori efektiivsuse leidmise valem näeb välja järgmine:

• Ƞ=P2/P1, kus P1 on tarnitud elektrienergia, P2 on mootori poolt genereeritud kasulik mehaaniline võimsus.

Elektrivõimsus leitakse süsteemi voolu ja pinge korrutisena (P=UI) ning mehaaniline võimsus leitakse töö ja ajaühiku suhtena (P=A/t)

trafo efektiivsus

Trafo on seade, mis muudab ühe pinge vahelduvvoolu teise pinge vahelduvvooluks, säilitades samal ajal sageduse. Lisaks saavad trafod muuta vahelduvvoolu alalisvooluks.

Trafo kasutegur leitakse järgmise valemi abil:

• Ƞ=1/1+(P0+PL*n2)/(P2*n), kus P0 - tühikäigukaod, PL - koormuskaod, P2 - koormusele antud aktiivvõimsus, n - suhteline koormusaste.

Tõhusus või mittetõhusus?

Väärib märkimist, et lisaks efektiivsusele on mitmeid näitajaid, mis iseloomustavad energiaprotsesside efektiivsust ja mõnikord võime leida tüübi kirjeldusi - efektiivsus suurusjärgus 130%, kuid sel juhul on vaja mõista, et terminit ei kasutata päris õigesti, ja tõenäoliselt mõistab autor või tootja selle lühendi all veidi teistsugust tunnust.

Näiteks soojuspumbad eristuvad selle poolest, et nad suudavad soojust välja anda rohkem kui tarbivad. Seega suudab külmutusmasin jahutatud objektilt eemaldada rohkem soojust, kui kulub äraveo korraldamiseks energiaekvivalendina. Külmutusmasina efektiivsusnäitajat nimetatakse jõudluskoefitsiendiks, mida tähistatakse tähega Ɛ ja see määratakse järgmise valemiga: Ɛ=Qx/A, kus Qx on külmast otsast eemaldatud soojus, A on töö, mis kulub külmutusseadmele. eemaldamise protsess. Kuid mõnikord nimetatakse jõudluskoefitsienti ka külmutusmasina efektiivsuseks.

Huvitav on ka see, et fossiilkütustel töötavate katelde kasutegur arvutatakse tavaliselt madalama kütteväärtuse põhjal, samas võib see osutuda rohkemaks kui üheks. Traditsiooniliselt nimetatakse seda siiski efektiivsuseks. Katla kasutegurit on võimalik määrata brutokütteväärtuse järgi ja siis jääb see alati alla ühe, kuid sel juhul on ebamugav võrrelda katelde jõudlust teiste paigaldiste andmetega.

>>Füüsika: Soojusmasinate tööpõhimõte. Soojusmasinate jõudlustegur (COP).

Sisemise energia varusid maakoores ja ookeanides võib pidada praktiliselt piiramatuteks. Kuid praktiliste probleemide lahendamiseks ei piisa energiavarude olemasolust. Samuti on vaja energiat kasutada tehastes, transpordivahendites, traktorites ja muudes masinates tööpinkide liikuma panemiseks, elektrivoolugeneraatorite rootorite pöörlemiseks jne. Inimkond vajab mootoreid - töövõimelisi seadmeid. Enamik mootoreid Maal on soojusmasinad. Soojusmootorid on seadmed, mis muudavad kütuse siseenergia mehaaniliseks energiaks.
Soojusmasinate tööpõhimõtted. Selleks, et mootor töötaks, on vaja rõhkude erinevust mõlemal pool mootori kolvi või turbiini labasid. Kõigis soojusmootorites saavutatakse see rõhuerinevus töövedeliku (gaasi) temperatuuri tõstmisega sadade või tuhandete kraadide võrra võrreldes ümbritseva keskkonna temperatuuriga. See temperatuuri tõus toimub kütuse põlemisel.
Mootori üks peamisi osi on liigutatava kolviga gaasiga täidetud anum. Kõigi soojusmasinate töövedelik on gaas, mis paisumisel töötab. Märgime läbiva töövedeliku (gaasi) algtemperatuuri T1. See temperatuur auruturbiinides või masinates saadakse auruga aurukatlas. Sisepõlemismootorites ja gaasiturbiinides toimub temperatuuri tõus kütuse põletamisel mootori enda sees. Temperatuur T1 küttekeha temperatuur."
Külmiku roll Töö tegemisel kaotab gaas energiat ja paratamatult jahtub teatud temperatuurini. T2, mis on tavaliselt veidi kõrgem kui ümbritseva õhu temperatuur. Nad kutsuvad teda külmiku temperatuur. Külmik on atmosfäär või spetsiaalsed seadmed heitgaasi auru jahutamiseks ja kondenseerimiseks - kondensaatorid. Viimasel juhul võib külmiku temperatuur olla veidi madalam kui atmosfääri temperatuur.
Seega ei saa töövedelik mootoris paisumisel anda kogu oma sisemist energiat töö tegemiseks. Osa soojusest kandub paratamatult jahutisse (atmosfääri) koos heitgaaside või sisepõlemismootorite ja gaasiturbiinide heitgaasidega. See osa sisemisest energiast läheb kaotsi.
Soojusmasin teeb tööd tänu töövedeliku sisemisele energiale. Veelgi enam, selles protsessis kandub soojus kuumematelt kehadelt (küttekeha) külmematesse (külmik).
Soojusmasina skemaatiline diagramm on näidatud joonisel 13.11.
Mootori töökeha saab küttekehast kütuse põlemise ajal soojushulga Q1 teeb töö ära A´ ja kannab soojushulga üle külmkappi Q2 .
Soojusmasina jõudlustegur (COP)..Gaasi siseenergia täieliku muundamise võimatus soojusmasinate tööks on tingitud looduses toimuvate protsesside pöördumatusest. Kui külmikust saaks soojust spontaanselt kerisesse tagasi pöörduda, siis sisemise energia saaks mis tahes soojusmasina abil täielikult kasulikuks tööks muuta.
Vastavalt energia jäävuse seadusele on mootori töö:

Kus Q1 on kütteseadmest saadud soojushulk ja Q2- külmikusse antud soojushulk.
Soojusmasina jõudlustegur (COP). nimetatakse töösuhteks A´ mootori poolt kütteseadmest saadud soojushulgale:

Kuna kõigis mootorites kantakse külmkappi mingi hulk soojust, siis η<1.
Soojusmasina kasutegur on võrdeline küttekeha ja jahuti temperatuuride erinevusega. Kell T1-T2=0 mootor ei saa töötada.
Soojusmasinate efektiivsuse maksimaalne väärtus. Termodünaamika seadused võimaldavad arvutada temperatuuriga küttekehaga töötava soojusmasina maksimaalse võimaliku kasuteguri. T1 ja külmkapp temperatuuriga T2. Esmakordselt tegi seda prantsuse insener ja teadlane Sadi Carnot (1796-1832) oma töös “Mõtisklused tule edasiviivast jõust ja masinatest, mis on võimelised seda jõudu arendama” (1824).
Carnot tuli välja ideaalse soojusmasinaga, mille töövedelikuks oli ideaalne gaas. Ideaalne Carnot' soojusmasin töötab tsüklil, mis koosneb kahest isotermist ja kahest adiabaadist. Esiteks viiakse gaasiga anum kontakti küttekehaga, gaas paisub isotermiliselt, tehes positiivset tööd, temperatuuril T1, samal ajal kui ta võtab vastu soojushulga Q1.
Seejärel anum soojusisoleeritakse, gaas jätkab paisumist juba adiabaatiliselt, samal ajal kui selle temperatuur langeb külmiku temperatuurini. T2. Pärast seda viiakse gaas kokku külmikuga, isotermilisel kokkusurumisel annab see külmikule soojushulga Q2, väheneb mahuni V 4 . Seejärel isoleeritakse anum uuesti, gaas surutakse adiabaatiliselt kokku mahuni V 1 ja naaseb algsesse olekusse.
Carnot sai selle masina efektiivsuse kohta järgmise avaldise:

Ootuspäraselt on Carnot masina efektiivsus otseselt võrdeline küttekeha ja jahuti absoluuttemperatuuride erinevusega.
Selle valemi peamine tähendus on see, et mis tahes tõeline soojusmasin, mis töötab koos temperatuuriga kütteseadmega T1, ja külmkapp temperatuuriga T2, ei saa omada efektiivsust, mis ületaks ideaalse soojusmasina efektiivsust.

Valem (13.19) annab soojusmasinate kasuteguri maksimaalse väärtuse teoreetilise piiri. See näitab, et soojusmasin on tõhusam, mida kõrgem on küttekeha ja madalam külmiku temperatuur. Ainult siis, kui külmiku temperatuur on võrdne absoluutse nulliga, η =1.
Kuid külmiku temperatuur ei saa praktiliselt olla madalam kui ümbritseva õhu temperatuur. Saate tõsta küttekeha temperatuuri. Kuid igal materjalil (tahkel) on piiratud kuumakindlus või kuumakindlus. Kuumutamisel kaotab see järk-järgult oma elastsed omadused ja sulab piisavalt kõrgel temperatuuril.
Nüüd on inseneride peamised jõupingutused suunatud mootorite efektiivsuse tõstmisele, vähendades nende osade hõõrdumist, kütusekadusid selle mittetäieliku põlemise tõttu jne. Reaalsed võimalused efektiivsuse tõstmiseks on siin siiski suured. Seega on auruturbiini auru alg- ja lõpptemperatuurid ligikaudu järgmised: T1≈800 K ja T2≈300 K. Nendel temperatuuridel on efektiivsuse maksimaalne väärtus:

Erinevatest energiakadudest tulenev efektiivsuse tegelik väärtus on ligikaudu 40%. Diiselmootoritel on maksimaalne kasutegur - umbes 44%.
Soojusmasinate kasuteguri tõstmine ja maksimaalsele võimalikult lähedale viimine on kõige olulisem tehniline väljakutse.
Soojusmootorid töötavad gaasirõhu erinevuse tõttu kolbide või turbiini labade pindadel. See rõhuerinevus tuleneb temperatuuride erinevusest. Maksimaalne võimalik kasutegur on võrdeline selle temperatuuride erinevusega ja pöördvõrdeline küttekeha absoluutse temperatuuriga.
Soojusmasin ei saa töötada ilma külmkapita, mille rolli mängib tavaliselt atmosfäär.

???
1. Millist seadet nimetatakse soojusmasinaks?
2. Milline on küttekeha, jahuti ja töövedeliku roll soojusmasinas?
3. Mida nimetatakse mootori efektiivsuseks?
4. Mis on soojusmasina kasuteguri maksimaalne väärtus?

G.Ja.Mjakišev, B.B.Buhhovtsev, N.N.Sotski, füüsika 10. klass

Tunni sisu tunni kokkuvõte tugiraam õppetund esitlus kiirendusmeetodid interaktiivsed tehnoloogiad Harjuta ülesanded ja harjutused enesekontrolli töötoad, koolitused, juhtumid, ülesanded kodutöö arutelu küsimused retoorilised küsimused õpilastelt Illustratsioonid heli, videoklipid ja multimeedium fotod, pildid, graafika, tabelid, skeemid, huumor, anekdoodid, naljad, koomiksid, tähendamissõnad, ütlused, ristsõnad, tsitaadid Lisandmoodulid kokkuvõtteid artiklid kiibid uudishimulikele petulehtedele õpikud põhi- ja lisaterminite sõnastik muu Õpikute ja tundide täiustaminevigade parandamine õpikus tunnis uuenduse elementide fragmendi uuendamine õpikus vananenud teadmiste asendamine uutega Ainult õpetajatele täiuslikud õppetunnid kalenderplaan aastaks aruteluprogrammi metoodilised soovitused Integreeritud õppetunnid

Kui teil on selle õppetüki jaoks parandusi või ettepanekuid,

Mitut tüüpi masinate tööd iseloomustab selline oluline näitaja nagu soojusmasina efektiivsus. Igal aastal püüavad insenerid luua täiustatud seadmeid, mis vähemaga annaksid selle kasutamisest maksimaalse tulemuse.

Soojusmootori seade

Enne kui mõistate, mis see on, on vaja mõista, kuidas see mehhanism töötab. Ilma selle toimimise põhimõtteid teadmata on selle näitaja olemust võimatu välja selgitada. Soojusmootor on seade, mis kasutab sisemist energiat. Iga soojusmootor, mis muutub mehaaniliseks, kasutab ainete soojuspaisumist temperatuuri tõusuga. Tahkismootorites on võimalik muuta mitte ainult aine mahtu, vaid ka kere kuju. Sellise mootori töös kehtivad termodünaamika seadused.

Tööpõhimõte

Selleks, et mõista, kuidas soojusmasin töötab, on vaja arvestada selle konstruktsiooni põhitõdedega. Seadme tööks on vaja kahte korpust: kuum (küttekeha) ja külm (külmik, jahuti). Soojusmasinate tööpõhimõte (soojusmasinate kasutegur) oleneb nende tüübist. Sageli toimib aurukondensaator külmikuna ja mis tahes tüüpi kütus, mis ahjus põleb, toimib küttekehana. Ideaalse soojusmootori kasutegur leitakse järgmise valemiga:

Tõhusus = (Theating – Tcold.) / Theating. x 100%.

Samas ei saa päris mootori kasutegur kunagi ületada selle valemi järgi saadud väärtust. Samuti ei ületa see indikaator kunagi ülaltoodud väärtust. Tõhususe suurendamiseks tõstke kõige sagedamini küttekeha temperatuuri ja vähendage külmiku temperatuuri. Mõlemad protsessid on piiratud seadmete tegelike töötingimustega.

Soojusmasina töötamise ajal tehakse tööd, kuna gaas hakkab energiat kaotama ja jahtub teatud temperatuurini. Viimane on tavaliselt paar kraadi ümbritsevast atmosfäärist kõrgemal. See on külmiku temperatuur. Selline spetsiaalne seade on ette nähtud jahutamiseks koos järgneva heitgaasi auru kondenseerumisega. Kui on olemas kondensaatorid, on külmiku temperatuur mõnikord madalam kui ümbritseva õhu temperatuur.

Soojusmasinas ei ole keha kuumutamisel ja paisumisel võimeline andma kogu oma sisemist energiat töö tegemiseks. Osa soojusest kandub koos auruga või auruga külmkappi. See osa termost läheb paratamatult kaotsi. Kütuse põlemisel saab töövedelik küttekehast teatud koguse soojust Q 1. Samal ajal teeb see endiselt tööd A, mille käigus kannab osa soojusenergiast külmkappi: Q 2

Kasutegur iseloomustab mootori efektiivsust energia muundamise ja ülekande valdkonnas. Seda näitajat mõõdetakse sageli protsentides. Tõhususe valem:

η*A/Qx100%, kus Q on kulutatud energia, A on kasulik töö.

Energia jäävuse seadusele tuginedes võime järeldada, et kasutegur on alati väiksem kui ühtsus. Teisisõnu, kasulikku tööd pole kunagi rohkem kui sellele kulutatud energia.

Mootori kasutegur on kasuliku töö ja kütteseadme tarnitava energia suhe. Seda saab esitada järgmise valemiga:

η \u003d (Q 1 -Q 2) / Q 1, kus Q 1 on küttekehast saadud soojus ja Q 2 antakse külmikusse.

Soojusmootori töö

Soojusmasina töö arvutatakse järgmise valemiga:

A = |Q H | - |Q X |, kus A on töö, Q H on küttekehast saadud soojushulk, Q X on jahutile antud soojushulk.

|Q H | - |Q X |)/|Q H | = 1 - |Q X |/|Q H |

See võrdub mootori tehtud töö ja saadud soojushulga suhtega. Selle ülekande käigus kaob osa soojusenergiast.

Carnot mootor

Soojusmasina maksimaalne efektiivsus on märgitud Carnot seadme puhul. See on tingitud asjaolust, et selles süsteemis sõltub see ainult küttekeha (Тн) ja jahuti (Тх) absoluutsest temperatuurist. Töötava soojusmasina efektiivsus määratakse järgmise valemiga:

(Tn - Tx) / Tn = - Tx - Tn.

Termodünaamika seadused võimaldasid arvutada maksimaalse võimaliku kasuteguri. Esimest korda arvutas selle näitaja välja prantsuse teadlane ja insener Sadi Carnot. Ta leiutas soojusmasina, mis töötas ideaalsel gaasil. See töötab 2 isotermi ja 2 adiabaadi tsüklil. Selle tööpõhimõte on üsna lihtne: anumasse viiakse gaasiga küttekeha kontakt, mille tulemusena töövedelik paisub isotermiliselt. Samal ajal see toimib ja saab teatud koguse soojust. Pärast anuma soojusisolatsiooni. Vaatamata sellele jätkab gaas paisumist, kuid juba adiabaatiliselt (ilma soojusvahetuseta keskkonnaga). Sel ajal langeb selle temperatuur külmikusse. Sel hetkel on gaas kontaktis külmikuga, mille tulemusena annab sellele isomeetrilise kokkusurumise käigus teatud koguse soojust. Seejärel isoleeritakse anum uuesti soojusisolatsiooniga. Sel juhul surutakse gaas adiabaatiliselt kokku algse mahu ja olekuni.

Sordid

Tänapäeval on palju erinevaid soojusmootoreid, mis töötavad erinevatel põhimõtetel ja erinevatel kütustel. Neil kõigil on oma tõhusus. Nende hulka kuuluvad järgmised:

Sisepõlemismootor (kolb), mis on mehhanism, mille käigus osa põleva kütuse keemilisest energiast muundatakse mehaaniliseks energiaks. Sellised seadmed võivad olla gaasilised ja vedelad. Seal on 2- ja 4-taktilised mootorid. Neil võib olla pidev töötsükkel. Vastavalt kütusesegu valmistamise meetodile on sellised mootorid karburaator (välise segu moodustamisega) ja diisel (sisemisega). Energiamuunduri tüüpide järgi jagunevad need kolb-, reaktiiv-, turbiini-, kombineeritud. Selliste masinate efektiivsus ei ületa 0,5.

Stirlingi mootor - seade, milles töövedelik on suletud ruumis. See on omamoodi välispõlemismootor. Selle tööpõhimõte põhineb keha perioodilisel jahutamisel/soojenemisel koos energia tootmisega selle mahu muutumise tõttu. See on üks tõhusamaid mootoreid.

Turbiin (rootor) mootor kütuse välispõlemisega. Selliseid paigaldisi leidub kõige sagedamini soojuselektrijaamades.

Soojuselektrijaamades kasutatakse tipprežiimil turbiin- (rootor-) sisepõlemismootoreid. Mitte nii levinud kui teised.

Turbopropellermootor tekitab osa tõukejõust tänu propellerile. Ülejäänu tuleb heitgaasidest. Selle konstruktsioon on pöörlev mootor, mille võllile on paigaldatud propeller.

Muud tüüpi soojusmasinad

Rakett, turboreaktiivmootor ja mis saavad tõukejõu heitgaaside tagasivoolu tõttu.

Tahkismootorid kasutavad kütusena tahket keha. Töötades ei muutu mitte selle maht, vaid kuju. Seadme töötamise ajal kasutatakse äärmiselt väikest temperatuuride erinevust.

Kuidas saate tõhusust suurendada

Kas soojusmasina efektiivsust on võimalik tõsta? Vastust tuleb otsida termodünaamikast. See uurib erinevate energialiikide vastastikust muundumist. On kindlaks tehtud, et kõik saadaolevad mehaanilised jne on võimatud.. Samas toimub nende muundamine soojusenergiaks ilma piiranguteta. See on võimalik tänu asjaolule, et soojusenergia olemus põhineb osakeste korrapäratul (kaootilisel) liikumisel.

Mida rohkem keha kuumeneb, seda kiiremini hakkavad liikuma selle moodustavad molekulid. Osakeste liikumine muutub veelgi ebaühtlasemaks. Koos sellega teavad kõik, et korra saab kergesti muuta kaoseks, mida on väga raske tellida.

Soojusmootor on mootor, mis teeb tööd soojusenergia allika arvelt.

Soojusenergia ( Q kütteseade) kandub allikast mootorisse, samal ajal kui osa saadud energiast kulutab mootor töö tegemiseks W, kulutamata energia ( Q külmkapp) saadetakse külmkappi, mille rolli saab täita näiteks välisõhu abil. Soojusmasin saab töötada ainult siis, kui külmiku temperatuur on kütteseadme temperatuurist madalam.

Soojusmootori jõudlusteguri (COP) saab arvutada järgmise valemiga: Tõhusus = W/Q ng.

Kasutegur = 1 (100%), kui kogu soojusenergia muundada tööks. Kasutegur=0 (0%), kui soojusenergiat tööks ei muudeta.

Tõelise soojusmasina kasutegur jääb vahemikku 0 kuni 1, mida suurem kasutegur, seda tõhusam mootor.

Q x / Q ng \u003d T x / T ng Tõhusus \u003d 1- (Q x / Q ng) Tõhusus \u003d 1- (T x / T ng)

Võttes arvesse termodünaamika kolmandat seadust, mis ütleb, et absoluutse nulli temperatuuri (T=0K) ei ole võimalik saavutada, võib öelda, et kasutegur=1 soojusmasinat on võimatu välja töötada, kuna alati T x > 0.

Soojusmasina efektiivsus on seda suurem, mida kõrgem on küttekeha temperatuur ja seda madalam on külmiku temperatuur.