L'énergie thermique ne peut que circuler spontanément d'un objet plus chaud à un objet plus froid.
Cela implique que la conversion de l'énergie thermique en énergie mécanique est intrinsèquement moins efficace que la conversion d'autres formes d'énergie comme le potentiel ou l'énergie cinétique.
Voici pourquoi:
* Entropie: L'énergie thermique est une forme d'énergie désordonnée, tandis que l'énergie mécanique est plus commandée. La conversion de la chaleur en énergie mécanique augmente l'ordre global du système, qui constitue une violation de la deuxième loi de la thermodynamique.
* cycle carnot: Le cycle Carnot, un modèle théorique pour le moteur de chaleur le plus efficace possible, dicte que même le moteur de chaleur le plus efficace ne peut pas convertir toute l'énergie thermique en énergie mécanique. Une certaine énergie thermique est toujours perdue comme la chaleur des déchets dans l'environnement.
* Limitations pratiques: Dans la pratique, les moteurs du monde réel ont d'autres limites dues à la frottement, à la perte de chaleur et à d'autres inefficacités, ce qui réduit encore l'efficacité de la conversion de la chaleur en énergie mécanique.
Exemples:
* Moteur de combustion interne: Alors que les moteurs à combustion interne convertissent l'énergie thermique de la combustion du carburant en énergie mécanique, elles ne sont que 20 à 30% efficaces. Cela signifie qu'une partie importante de l'énergie du carburant est gaspillée sous forme de chaleur.
* centrales électriques: Les centrales électriques utilisent l'énergie thermique à partir de combustibles fossiles ou de fission nucléaire pour produire de l'électricité, mais même les centrales électriques les plus efficaces perdent une quantité substantielle de chaleur dans l'environnement.
Conclusion:
S'il est possible de convertir l'énergie thermique en énergie mécanique, il n'est pas aussi efficace que de convertir d'autres formes d'énergie. Cela est dû aux principes thermodynamiques fondamentaux, en particulier la deuxième loi de la thermodynamique.
