如果汽车发动机的热效率达到100%,这意味着什么?
假如内燃机热效率突破百分之百那么表示我们的科技已经突破到了另外一位面,简单点说就是在本位面、内燃机是根本无法到了热效率百分之百的,热效率百分之百意味着燃料燃烧造成的热量沒有任何形式的损耗,而这是不现实的;在能量传递流程中、损耗是不可防止的!
内燃机热效到了100%时,将失去暖风汽车的暖风、实际上就是借助于发动机散发出的废热加热空气而实现的,理所当然只需发动机热量有任何形式是外散、那么热效率就永远达不100%!理所当然若内燃机热效率到了100%时、燃烧燃料造成的热量就完全封闭在机器内部,理所当然因为沒有发动机废热散出、那么车子也就失去了暖风功能;即便电加热也不一定能用,由于车载电源于发动机的转动,电加热依然是对热量的消耗、相同拖低热效率,理所当然即便使用电加热、依然会影响到热效达不到100%!
当热效100%时,必定是全新材料所打造现象如今极限热效率仅仅到了40%(混动版本到了41%),而这是峰值热效率,实际上内燃机运转时热效率是在不断按照实际状况实行改变的!如上图所示、40%热效率仅在特定的发动机转速以及负荷之下,而平均热效率仅在35%上下,所以说约65%的热量被损耗掉了,那我们看看这65%的热量怎么被损耗、如不损耗会有什么样的后果!
转换机械能:消耗平均35%的热量。
排气热消耗:消耗平均30%的热量。
冷却系统热消耗:消耗平均30%的热量。
发动机表层散热:消耗10%上下热量。
在内燃机中、燃料燃烧造成的全部热量就是由上面四种路径所消耗掉,除了转换机械能是合理消耗,其余三种基本都是浪费;可不浪费行么?假如这些能量不被浪费掉,机体运转很可能连几分钟基本都挺不住,由于沒有冷却系统的加持,燃料燃烧造成的高温形成热堆积、非常容易把发动机给融化掉,理所当然是不是需要一种全新耐高温的材质、来打造机器呢?
燃料在缸内燃烧时、焰心溫度已经接近两千开尔文(甚至更高),可以换算成约为1727的摄氏度;而铁的熔点只有1538摄氏度,理所当然假如燃烧造成的热量、不被冷却系统带走,那么非常容易影响到热积累、那么就会损坏发动机;咱们车子的发动机之理所当然沒有被融化,实际上还是在依靠冷却系统帮助散热,由于缸壁的外侧、缸盖的外侧基本都是防冻液;理所当然燃料燃烧时造成的热量在大、溫度在高,也能迅速被燃烧室、缸盖外侧大防冻液带走,理所当然缸壁最高溫度也就只有100°C往上!
这才保障了发动机沒有被融化掉,可因为这散热系统的有、消耗了至少30%的热,理所当然热效率必定达不到100%,理所当然100%的热效率我觉得是不可能到了的!到了的前提就是必须要用一种全新的材料打造发动机,这样的材料至少要具备耐高温的能力、可不是仅仅1727度,由于在沒有冷却系统下、持续热堆积所形成的高温不但仅是1727度,理所当然材料很至关重要;理所当然若未来内燃机实现热效率百分百,那么必定带来一次材料的全方位更新,就现有的材料来看、还做不到!
热效100%时,排温接近环境溫度汽车排气带走的热量是惊人的、占比至少到了30%上下,假如想让热效率到了百分百,那么这30%的热量就不可以损失,那么只能提前把尾气携带的热量全部收回(取消尾气是根本不可能的),那么我们就需要具有一套强大的能量回收装置、将废气物中的热量完全回收,但是按照开尔文对热力学第二定律的描述而言:不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不造成其他的影响,简单点说就是在先进的能量回收装置、也不一定可能完全吸收热量后全部转换成有用功,必定有其它影响!所以说未来即便真有这么先进的能量回收装置、可以百分百的吸收废气物热量,但依然没办法将其全部转换成有用功,既然不可以全部转换有用功、那么还是引起了一定的热损耗!
理所当然100%热效内燃机我觉得造不出来,100%热效内燃机实际上仅仅是美好的想法罢了;即便我们能克服材料、科技的束缚,但我们没办法突破有些热力学定律的束缚啊,我们今天具有的内燃机、源于热力学定律,而遵循这条路径走下去、是不可能突破热力学定律束缚的,理所当然这里面旧有一个悖论,那也就是如今的内燃机、完全遵从传统热力学定律,而内燃机未来的发展目标是打破热力学定律?基于热力学定律造成的机器、又要打破热力学定律,是不是旧形成悖论了?理所当然100%热效率的内燃机在这一位面是不有的!