假如汽车发动机的热效率到了100%这意味着什么?
到底什么是热效率?热效率是指发动机输出的机械功与发动机燃料燃烧产生的能量之比。就像你吃的食物量和你的体重之间的关系一样。有的人需要多吃才能长胖,有的人可以少吃才能长胖,所以热效率确实是衡量一台发动机技术水平的重要数据。
当然,发动机热效率的直接结果是影响汽车的油耗水平。但是热效率并不是影响油耗水平的唯一因素,因为发动机的动力调节和驾驶习惯也会受到影响。但如果一辆车能同时具备高热效率和高发动机调校水平,这辆车的油耗肯定会更低。
热效率能100%吗?小编确实见过一种能达到100%热效率的发动机。
在梦里!
100%的热效率恐怕连科幻电影的编剧都不敢写,因为万物都有能量守恒定律,这是第一律所决定的。因此,发动机在工作时,其动力在传递过程中注定会有能量损失。我们也将这些损失大致分为以下几类:辐射损失、机械损失、抽气损失、排气损失、不完全燃烧损失和冷却损失。
按照目前内燃机的运行理论,以上六种能量损失都是无法避免的,除非对方是神。
因为内燃机是在封闭的环境中使用燃料,通过爆燃使气体迅速膨胀,然后带动活塞运转,使发动机机械运动,产生机械能。
举个简单的例子说明为什么会有能量损失。发动机运转时,燃料本身的燃烧过程存在不完全燃烧,燃料的燃烧会使发动机产生高温。在冷却发动机的过程中,汽车的散热系统会直接带走燃烧产生的一部分能量。所有这些因素使得燃料燃烧产生的能量不可能100%转化。
就像你吃的食物不可能100%转化为脂肪或肌肉,人的身体机能在吃的过程中总会消耗一部分,否则这个世界就全是胖乎乎的人和帅帅的男人。
所以不管人类科技发展到什么水平,只要现有内燃机的工作原理不变,热效率就不可能达到100%。如果有人坚持能达到100%,你最好劝他多吃两个菜。
那么通过改变内燃机的原理就能达到100%的热效率吗?首先,小编觉得内燃机的工作原理在未来很长一段时间内很难有本质的突破。而且,根据开尔文对热力学第二定律的陈述,不可能制造出从单一热源吸收热量并将其全部转化为功而不留下任何其他变化的热机。
也就是说热能不能完全用来做功,所以在能量转换的过程中必然会遭受一些损失。
其实对于家用车来说,热效率高的发动机并不一定适合每一个家庭,因为热效率越高,它的两个缺点就越明显。第一,它的寿命会比热效率高的常规家用车短很多。另外,这样的车会比同级车贵一些。
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