Является ли тепловой насос тепловым двигателем? Знайте факты

Тепловые насосы используются для охлаждения, а тепловые двигатели используются для производства работы. Давайте посмотрим, является ли тепловой насос тепловым двигателем или нет.

Тепловой насос нельзя назвать тепловым двигателем, поскольку они оба разные. Один извлекает тепло из низкотемпературного резервуара, а другой извлекает тепло из резервуара с более высокой температурой. Оба используются для разных приложений.

Тепловой двигатель считается устройством, производящим работу, тогда как тепловой насос использует работу для выполнения процесса теплопередачи. Давайте подробно обсудим их работу, уравнения и различия в этой статье.

Тепловой насос против теплового двигателя

Тепловой двигатель полностью отличается от теплового насоса. Давайте обсудим различия между тепловым двигателем и тепловым насосом.

ПараметрТепловой нососТепловой двигатель
Направление теплового потокаТепло перетекает из низкотемпературного резервуара в высокотемпературный резервуар. Это может быть связано с водяным насосом, в котором вода движется от низкого напора к высокому напору. Тепло перетекает из резервуара с более высокой температурой в резервуар с более низкой температурой.
РаботыТепловой двигатель работает путем преобразования тепловой энергии в механическую энергию. Тепло добавляется в тепловую машину от горячего резервуара. Неиспользованное тепло передается в холодный резервуар, называемый стоком. Эта механическая работа получается обычно в виде работы на валу турбины, вырабатывающей электричество.Тепловые насосы работают, комбинируя внешнюю работу с теплом, взятым из холодного резервуара и переданным в резервуар с более высокой температурой.
ПриложенияТепловые насосы используются в холодильных циклах.Тепловые двигатели используются для выработки электроэнергии
Измерение производительностиМера эффективности обычно измеряется термином, называемым коэффициентом производительности. Уравнение задается Q2/ (Q1-Q2).Эффективность измеряется путем измерения работы, произведенной на единицу добавленного тепла. Эффективность определяется выражением η = W/Q1 где η – тепловой КПД теплового двигателя.
Знак выполненной работыСовершенная работа считается отрицательной, так как в этом случае работа используется.Совершенная работа положительна, так как работа производится в этом случае.
Уравнение теплопередачиQ2+ Вт = Q1. Где Q2 — теплота, поглощаемая из холодного резервуара, W — внешняя работа, а Q1 — общее тепло, переданное горячему резервуару. Q1 – Вт = Q2, Q1 - теплота, поглощаемая из горячего резервуара, W - работа, производимая тепловой машиной, Q2 это тепло, отводимое в сток или холодный резервуар.
Используемые компонентыКомпрессор является основным компонентом теплового насоса.Поршневой цилиндр обычно используется в тепловых двигателях.
Применение закона термодинамикиВторой закон термодинамики применяется в тепловом насосеВ тепловом двигателе применяются как первый, так и второй закон термодинамики.
Сравнение теплового двигателя и теплового насоса

Можем ли мы использовать тепловой насос для производства работы?

Тепловые насосы аналогичны водяным насосам. Давайте обсудим, можем ли мы использовать тепловой насос для производства работы.

Тепловые насосы не могут использоваться для производства работы, поскольку тепловые насосы используются для передачи тепла в направлении, противоположном естественному потоку, для этого требуется внешняя работа, поскольку тепло не может само по себе двигаться в противоположном направлении.

тепловой насос это тепловая машина
Изображение: работающая тепловая машина

Кредиты изображения: Гонфер at Английский ВикипедияТепловой двигательCC BY-SA 3.0

Зачем тепловому двигателю нужно отводить тепло?

Тепловая машина – это устройство, используемое для производства работы. Давайте обсудим, почему тепловой машине необходимо отводить тепло.

Тепловая машина должна отводить тепло, потому что второй закон термодинамики гласит, что ни одна машина не может работать только с одним резервуаром или не может быть на 100% эффективнее. Ему нужен источник и сток. Тепло поглощается от источника и отводится в сток.

При какой температуре тепловой насос неэффективен?

Тепловые насосы – это обратные тепловые двигатели. Давайте обсудим диапазон температур, при котором тепловые насосы неэффективны.

Тепловые насосы не будут работать, если разница температур или температурный градиент между обоими резервуарами очень велики.

Заключение

В этой статье мы обсудили тепловой двигатель и тепловой насос. Мы развеяли заблуждение, что они одинаковы. Они полностью противоположны друг другу. Один производит работу, а другой использует работу, чтобы функционировать.

Узнайте больше о  Тепловой насос газовый или электрический?

Наверх