1. Heat Engines:

* Het basisprincipe: Deze motoren zetten thermische energie om van een bron op hoge temperatuur (zoals brandende brandstof) in mechanische energie. Ze werken door de uitbreiding van een werkende vloeistof (zoals stoom of lucht) te exploiteren terwijl deze wordt verwarmd.

* Voorbeelden:

* Steammotoren: Gebruikt in vroege locomotieven en energiecentrales, gebruiken deze motoren de uitbreiding van stoom om zuigers aan te drijven en stroom te genereren.

* Interne verbrandingsmotoren (ICE): Gevonden in auto's en andere voertuigen, verbranden deze motoren brandstof rechtstreeks in een cilinder, waardoor de uitbreiding van gassen die zuigers duwen.

* gasturbines: Gebruikt in energiecentrales en vliegtuigen, gebruiken deze motoren de uitbreiding van hete lucht om een ​​turbine te draaien, waardoor kracht wordt gegenereerd.

2. Thermo -elektrische generatoren:

* Het basisprincipe: Deze apparaten zetten warmte rechtstreeks om in elektriciteit met behulp van het Seebeck -effect. Dit effect treedt op wanneer verschillende temperaturen worden toegepast op knooppunten van ongelijksoortige materialen, waardoor een spanning ontstaat.

* Voorbeelden:

* Waste warmteherstel: Thermo -elektrische generatoren kunnen worden gebruikt om afvalwarmte van industriële processen op te vangen en om te zetten in elektriciteit.

* Remote Sensoren aandrijven: Kleine thermo -elektrische generatoren kunnen worden gebruikt om sensoren op externe locaties te voorzien waar elektriciteit niet beschikbaar is, zoals bij weerbewaking.

3. Thermische energiecentrales voor zonne -energie:

* Het basisprincipe: Deze planten gebruiken spiegels om zonlicht op een ontvanger te concentreren en een werkende vloeistof te verwarmen. De hete vloeistof wordt vervolgens gebruikt om een ​​turbine aan te drijven en elektriciteit te genereren.

* Voorbeelden:

* geconcentreerd zonne -vermogen (CSP): Dit type thermische elektriciteitscentrale gebruikt spiegels om zonlicht op een toren te concentreren en een vloeistof zoals gesmolten zout te verwarmen. Het hete zout wordt vervolgens gebruikt om stoom te produceren en een turbine aan te drijven.

4. Andere toepassingen:

* Koeling en airconditioning: Warmtepompen en koelkasten gebruiken thermische energie om warmte van de ene locatie naar de andere over te dragen. Ze werken door een koelmiddel te gebruiken dat warmte op een lage temperatuur absorbeert en deze bij een hogere temperatuur vrijgeeft.

* Industriële processen: Warmte wordt gebruikt in veel industriële processen, zoals smelten, lassen en drogen.

Sleutelconcepten om te begrijpen:

* Warmteoverdracht: Thermische energie wordt overgedragen door geleiding, convectie en straling.

* thermodynamica: De wetten van de thermodynamica bepalen hoe thermische energie wordt omgezet in andere vormen van energie, zoals mechanische energie.

* Efficiëntie: Machines die thermische energie omzetten in andere vormen van energie zijn niet 100% efficiënt; Sommige energie gaat altijd verloren als afvalwarmte.

Over het algemeen is het benutten van thermische energie cruciaal voor veel technologieën, van transport tot stroomopwekking tot industriële processen. Door de principes achter deze machines te begrijpen, kunnen we hun efficiëntie blijven verbeteren en nieuwe manieren ontwikkelen om deze overvloedige energiebron te gebruiken.