1. Moteurs de chaleur:
* le principe de base: Ces moteurs convertissent l'énergie thermique d'une source à haute température (comme le carburant de brûlure) en énergie mécanique. Ils travaillent en exploitant l'expansion d'un liquide de travail (comme la vapeur ou l'air) lorsqu'il est chauffé.
* Exemples:
* moteurs à vapeur: Utilisés dans les premières locomotives et les centrales électriques, ces moteurs utilisent l'expansion de la vapeur pour conduire des pistons et générer de la puissance.
* Moteurs à combustion interne (glace): Trouvés dans les voitures et autres véhicules, ces moteurs brûlent du carburant directement dans un cylindre, provoquant l'expansion des gaz qui poussent les pistons.
* turbines à gaz: Utilisés dans les centrales électriques et les avions, ces moteurs utilisent l'expansion de l'air chaud pour faire tourner une turbine, générant de la puissance.
2. Générateurs thermoélectriques:
* le principe de base: Ces appareils convertissent la chaleur directement en électricité en utilisant l'effet Seebeck. Cet effet se produit lorsque différentes températures sont appliquées aux jonctions de matériaux différents, créant une tension.
* Exemples:
* Récupération de chaleur des déchets: Les générateurs thermoélectriques peuvent être utilisés pour capturer la chaleur des déchets des processus industriels et le convertir en électricité.
* Alimentation des capteurs de télécommande: Les petits générateurs thermoélectriques peuvent être utilisés pour alimenter les capteurs à distance où l'électricité n'est pas disponible, comme dans la surveillance météorologique.
3. POR une puissance thermique solaire:
* le principe de base: Ces plantes utilisent des miroirs pour concentrer la lumière du soleil sur un récepteur, chauffant un liquide de travail. Le liquide chaud est ensuite utilisé pour conduire une turbine et produire de l'électricité.
* Exemples:
* Énergie solaire concentrée (CSP): Ce type de centrale solaire thermique utilise des miroirs pour concentrer la lumière du soleil sur une tour, chauffant un liquide comme le sel fondu. Le sel chaud est ensuite utilisé pour produire de la vapeur et conduire une turbine.
4. Autres applications:
* Réfrigération et climatisation: Les pompes à chaleur et les réfrigérateurs utilisent l'énergie thermique pour transférer la chaleur d'un endroit à un autre. Ils fonctionnent en utilisant un réfrigérant qui absorbe la chaleur à basse température et le libère à une température plus élevée.
* Processus industriels: La chaleur est utilisée dans de nombreux processus industriels, tels que la fusion, le soudage et le séchage.
Concepts clés à comprendre:
* Transfert de chaleur: L'énergie thermique est transférée par conduction, convection et rayonnement.
* Thermodynamique: Les lois de la thermodynamique régissent comment l'énergie thermique est convertie en autres formes d'énergie, telles que l'énergie mécanique.
* Efficacité: Les machines qui convertissent l'énergie thermique en autres formes d'énergie ne sont pas efficaces à 100%; Une certaine énergie est toujours perdue comme de la chaleur déchet.
Dans l'ensemble, l'exploitation de l'énergie thermique est cruciale pour de nombreuses technologies, du transport à la production d'électricité aux processus industriels. En comprenant les principes derrière ces machines, nous pouvons continuer à améliorer leur efficacité et à développer de nouvelles façons d'utiliser cette abondante source d'énergie.
