تا قبل از انقلاب صنعتی در غرب، بیشتر کارهای مربوط به حمل و نقل، کشاورزی، و.... باکمک کشتیهای بادبانی، حیوانات و یا حتی نیروی ماهیچهی انسانها انجام میشد. با اختراع ماشین بخار توسط جیمز وات، تحول شگرفی در حمل و نقل و کشاورزی اتفاق افتاد. در واقع ماشین بخار جیمز وات، یک نوع ماشین گرمایی است. در واقع در ماشین های گرمایی، تبدیل گرما به کار، اساس عملکرد آنها است.
اما ماشین گرمایی فقط برای حمل و نقل نیست، تولید انرژی الکتریکی، یکی دیگر از کاربردهای ماشینهای گرمایی است.
? انواع ماشینهای گرمایی را نام ببرید:
الف) ماشینهای گرمایی برون سوز: به ماشین هایی که سوخت در خارج از محفظه است.
در شکل زیر نمایی از ماشین ماشین بخار وات را مشاهده میکنید:
نکات ماشین بخار وات:
-آب در اینجا نقش دستگاه بازی میکند.
-آب در اینجا یک چرخه را طی میکند.
-در ایتدا، آب با دریافت گرما از محیط، به بخار تبدیل میشود. در اثر اینکار، حجم بخار زیاد شده و به پیستون نیرو وارد میکند ( در واقع روی محیط کار انجام می دهد). در اثر حرکت پیستوت، چرخنده حرکت میکند، در مرحلهی بعد، بخار آب وارد قسمت چگالنده شده، تا سرد شود و دوباره به مایع تبدیل شود. مایع توسط یک پمپ دوباره به دیگ بخار برگردانده میشود.
ب) ماشینهای گرمایی درون سوز: به ماشین هایی که سوخت در داخل محفظه است. مانند ماشینهای بنزینی و گازوئیلی
نکات ماشین درونسوز:
-در این نوع ماشین، سوخت داخل یک سیلندر بود که در اثر انفجار باعث حرکت پیستون شده و این پیستون که به میلنگ متصل است، چرخها را به حرکت در میآورد.
-ماشین بنزینی چرخهای را طی میکند که شامل شش فرایند است. از این شش فرایند، چهار فرایند همراه با حرکت پیستوناند که به آنها ضربه میگویند.
-بطوری کلی در یک ماشین گرمایی، دستگاه گرما (\(Q_{H}\)) را از منبع گرما با دمای بالا میگیرد، بخشی از این گرما را به صورت کار (W) را روی محیط انجام میدهد و باقیمانده آن (\(Q_{L}\)) را به منبع گرما با دمای پایین میدهد.