ヒート ポンプは冷房用途に使用され、ヒート エンジンは仕事の生産に使用されます。 ヒートポンプが熱機関かどうか見てみましょう。
ヒートポンプは熱機関とは異なるため、熱機関と呼ぶことはできません。 XNUMX つは低温のリザーバーから熱を抽出し、もう XNUMX つは高温のリザーバーから熱を抽出します。 どちらも異なるアプリケーションに使用されます。
熱機関は仕事を生み出す装置と見なされますが、ヒートポンプは仕事を使用して熱伝達プロセスを実行します。 この記事では、それらの動作、方程式、および違いについて詳しく説明します。
ヒートポンプ vs ヒートエンジン
ヒートエンジンはヒートポンプとはまったく異なります。 熱機関とヒートポンプの違いについてお話しましょう。
| ヒートポンプ | 熱機関 | |
|---|---|---|
| 熱流の方向 | 熱は、低温貯留層から高温貯留層に流れます。 これは、水が低いヘッドから高いヘッドに移動するウォーターポンプに関連している可能性があります。 | 熱は、高温のリザーバーから低温のリザーバーに流れます。 |
| ワーキング | 熱機関は、熱エネルギーを機械エネルギーに変換することによって機能します。 熱は、高温リザーバーから熱機関に追加されます。 未使用の熱は、シンクと呼ばれる低温リザーバーに転送されます。 この機械的仕事は、一般に、発電するタービンのシャフト仕事の形で得られます。 | ヒート ポンプは、外部仕事と冷たい貯水池から取得した熱を組み合わせて動作し、高温の貯水池に移動します。 |
| 使用ガイド | ヒートポンプは冷凍サイクルで使用されます。 | 発電には熱機関が使われる |
| パフォーマンスの測定 | 効率の尺度は、一般に成績係数と呼ばれる項によって測定されます。式は Q によって与えられます。2/ (Q1-Q2). | 測定効率は、追加された熱の単位あたりに生成される仕事を測定することによって行われます。 効率は η = W/Q で与えられます1 ここで、η は熱機関の熱効率です。 |
| 作業完了のサイン | この場合、仕事が利用されているため、行われた仕事は否定的であると見なされます。 | この場合、仕事が生産されるので、行われた仕事は肯定的です。 |
| 熱伝達方程式 | Q2+ W = Q1. どこQ2 は低温リザーバーから吸収される熱、W は外部仕事、Q1 は高温リザーバーに伝達される全熱です。 | Q1 – W = Q2。 Q1 は高温の貯留層から吸収される熱、W は熱機関によって生成される仕事、Q2 は、シンクまたはコールド リザーバーに拒否された熱です。 |
| 使用成分 | コンプレッサーはヒートポンプの主要コンポーネントです | 熱機関では、一般にピストン シリンダー構成が使用されます。 |
| 熱力学の法則を適用 | 熱力学の第 XNUMX 法則は、ヒート ポンプに適用されます。 | 熱機関には、熱力学の第 XNUMX 法則と第 XNUMX 法則の両方が適用されます。 |
仕事の生産にヒートポンプを使用できますか?
ヒートポンプはウォーターポンプに似ています。 ヒートポンプを使用して仕事を生み出すことができるかどうかを議論しましょう.
ヒート ポンプは自然の流れとは反対の方向に熱を伝達するために使用されるため、ヒート ポンプは仕事の生成には使用できません。
画像クレジット： ゴンファー at 英語ウィキペディア, 熱機関, CC BY-SA 3.0
熱機関はなぜ熱を排除する必要があるのですか?
熱機関は、仕事を生産するために使用される装置です。 熱機関が熱を排除する必要がある理由について説明しましょう。
熱機関は熱を排出する必要があります。熱力学の第 100 法則では、エンジンは XNUMX つのリザーバーだけでは機能しないか、XNUMX% 効率的ではあり得ないと述べているからです。 ソースとシンクが必要です。 熱はソースから吸収され、シンクに拒否されます。
ヒートポンプが効かない温度はどれくらいですか？
ヒートポンプは逆熱機関です。 ヒートポンプが効かない温度帯について考えてみましょう。
両方のリザーバー間の温度差または温度勾配が非常に大きい場合、ヒート ポンプは機能しません。
まとめ
この記事では、熱機関とヒートポンプについて説明しました。 同じものであるという誤解を解消しました。 それらは互いに完全に反対です。 一方は仕事を生み出し、もう一方は機能するために仕事を使い果たします。
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