1. Moteurs de chaleur:
* Principe: Ces moteurs utilisent un liquide de travail (comme la vapeur, l'air ou le gaz) pour transférer la chaleur d'une source à haute température (comme le carburant de brûlure) à un évier à basse température (comme l'environnement). Cette différence de température provoque un développement du fluide et fonctionne sur un piston ou une turbine, produisant de l'énergie mécanique.
* Exemples: Moteurs à vapeur, moteurs à combustion interne, turbines à gaz.
2. Générateurs thermoélectriques:
* Principe: Ces appareils utilisent l'effet Seebeck, où une différence de température à travers une jonction de deux matériaux différents crée une tension électrique. Cette tension peut être utilisée pour alimenter un moteur électrique, convertissant l'énergie thermique en énergie mécanique.
* Exemples: Utilisé dans la production d'énergie à petite échelle à partir de la chaleur des déchets, comme dans les systèmes d'échappement de voiture ou les processus industriels.
3. Moteurs de Stirling:
* Principe: Ces moteurs fonctionnent en chauffant et en refroidissant cycliquement un liquide de travail (généralement de l'air ou de l'hydrogène) dans un système fermé. L'expansion et la contraction du fluide entraînent un piston, générant de l'énergie mécanique.
* Exemples: Utilisé dans des applications de niche comme l'énergie solaire, la récupération de la chaleur des déchets et les systèmes d'alimentation à distance.
4. Dispositifs piézoélectriques:
* Principe: Certains matériaux (comme le quartz ou la céramique) génèrent une charge électrique lorsqu'ils sont soumis à une contrainte ou à une pression mécanique. Cet effet piézoélectrique peut être inversé, ce qui signifie que l'application d'une tension électrique peut provoquer une expansion ou un contrat du matériau. Cela peut être utilisé pour créer un mouvement mécanique à partir d'une source de chaleur qui modifie la température du matériau et donc ses propriétés piézoélectriques.
* Exemples: Utilisé dans des applications à petite échelle comme les capteurs et les actionneurs.
5. Dispositifs d'extension thermique:
* Principe: Les matériaux se développent lorsqu'ils sont chauffés et se contractent lorsqu'ils sont refroidis. En utilisant un matériau avec un coefficient de dilatation thermique élevé, une source de chaleur peut provoquer une expansion et une poussée ou de tirer ou de tirer sur un mécanisme, générant une énergie mécanique.
* Exemples: Bandes bimétalliques utilisées dans les thermostats, moteurs à vapeur.
Points clés:
* Efficacité: La conversion de l'énergie thermique en énergie mécanique est intrinsèquement moins efficace que les autres formes de conversion d'énergie. Cela est dû à la deuxième loi de la thermodynamique, qui indique qu'une certaine énergie est toujours perdue comme chaleur pendant toute transformation d'énergie.
* Gradient de température: Plus la différence de température entre la source de chaleur et l'évier est grande, plus le processus de conversion d'énergie est efficace.
* Applications: Ces méthodes ont un large éventail d'applications, de la production d'électricité à grande échelle aux appareils à petite échelle comme les actionneurs et les capteurs.
En résumé, la conversion de l'énergie thermique en énergie mécanique consiste à exploiter le mouvement aléatoire des particules et à la diriger vers un objectif utile. Bien qu'il ne soit pas toujours la conversion d'énergie la plus efficace, ces méthodes jouent un rôle crucial dans diverses applications et technologies.
