Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe veranderen warmtemotoren van chemische energie in kinetische energie?

Warmtemotoren zetten chemische energie niet direct om in kinetische energie. In plaats daarvan gebruiken ze een tweestapsproces :

1. Chemische energie wordt omgezet in thermische energie: Dit wordt meestal gedaan door brandstof te verbranden (zoals benzine, steenkool of aardgas), die warmte vrijgeven als de chemische bindingen in de brandstofmoleculen breken.

2. Thermische energie wordt vervolgens omgezet in kinetische energie: Dit gebeurt omdat de warmte die wordt gegenereerd door de brandende brandstof ervoor zorgt dat een werkende vloeistof (zoals stoom of lucht) uitbreidt en werk doet. Dit werk kan worden gebruikt om een ​​as te roteren, die vervolgens kan worden gebruikt om een ​​voertuig van stroom te voorzien, elektriciteit te genereren of andere taken uit te voeren.

Hier is een uitsplitsing van het proces:

* brandstofverbranding: Het verbrandingsproces is de eerste stap. De in de brandstof opgeslagen chemische energie wordt afgegeven als warmte wanneer de brandstof reageert met zuurstof. Dit proces verhoogt de temperatuur van de werkvloeistof.

* Uitbreiding en werk: De verwarmde werkende vloeistof breidt zich uit en duwt tegen een zuiger of turbine. Deze uitbreiding werkt en brengt de thermische energie over naar kinetische energie.

* uitlaat: De werkende vloeistof, nu koeler en minder energiek, is uitgeput van de motor.

Voorbeeld:

Stel je een automotor voor:

1. Benzine wordt in de verbrandingskamer geïnjecteerd en ontstoken.

2. De brandende benzine laat warmte vrij, wat de temperatuur van de lucht in de cilinder verhoogt.

3. De hete lucht breidt zich snel uit en duwt op de zuiger.

4. De beweging van de zuiger is verbonden met een krukas, waardoor de lineaire beweging omzet in rotatiebeweging.

5. De krukas draait de wielen, waardoor de auto vooruit gaat.

Key Takeaway: Warmtemotoren zetten chemische energie niet direct om in kinetische energie. Ze gebruiken een tweestapsproces waarbij chemische energie eerst wordt omgezet in thermische energie, die vervolgens wordt omgezet in kinetische energie.