Ну вот и пришло время для моей первой статьи. Сегодняшней статьей я хочу сказать, что всегда нужно смотреть дальше, копать глубже. Ведь все хочет нас обмануть, даже физика. Не верьте всем и всему с первого слова, проверьте все и убедитесь сами. Ну а теперь хорошего прочтения!
1.Рассмотрим обычный бытовой нагреватель:
Допустим, он потребляет из сети 1 кВт - тогда комната где он стоит получит ровно эти самые 1 кВт тепла. С точки зрения КПД - это 100%
2. Допустим теплостанция выработала 1кВт за счёт сжигания топлива и передала его воде, которая по трубам течёт в батарее - КПД уже ниже 100%, так как часть из этого тепла вода растеряет по дороге к батарее
3. Допустим теплостанция выработала 1кВт и отдала окружающей среде чтобы выработать механическую/электрическую энергию - КПД - это сколько механической/электрической энергии мы получили при преобразовании - оно ограничено формулой 1 - T_х/T_н (где T_х - температура холодной части тепловой машины - в нашем случае окружающей среды, а T_н - температура горячей части тепловой машины - места, где сжигается топливо). Это ограничение вытекает в физике из невозможности вечного двигателя второго рода - постулата Клаузиуса. В случае бытовой разницы температуры в комнате и за окном (менее 30 градусов) КПД тепловой машины не более 10%
4. Допустим мы используем компрессор (стоящий в комнате), чтобы качать энергию из окружающей среды в комнату. И он затратил на эту работу 1 кВт из электросети. Сколько он отдаст комнате? Он отдаст этот 1 кВт за счёт нагрева самого компрессора (потрогайте компрессор за холодильником - он будет весьма горячим - ровно туда уходит вся потреблённая холодильником электроэнергия из сети). Плюс к этому он закачает сколько-то тепла из окружающей среды - это количество также ограничено формулой, но в любом случае не нулевое. То есть КПД будет больше 100%.
Отсюда напрашивается вывод, что это вечные двигатели. Но как же так? Ведь в школе нас учат тому, что их не существует. Давайте разберемся и где все таки правда и где ложь.
Так вот в школе нам говорят правду. Почему же это не вечный двигатель? - А всё дело в том, что тепловая энергия и механическая различны - вечный двигатель первого рода - это порождающий механическую работу без траты топлива
Но если выбросить всё тепло из комнаты на улицу - не получится ли на этом нагенерить больше механической/электрической энергии, чем затрачено? Нет, так как в пункте 3 КПД такой машины будет настолько меньше единицы, что произведение КПД большего единицы из пункта 4 на КПД меньшее единицы из пункта 3 даст величину меньшую единицы.