Efficacité (Efficacité) - caractéristique de l'efficacité d'un système (appareil, machine) en matière de conversion ou de transmission d'énergie. Déterminé par le rapport entre l'énergie utilement utilisée et la quantité totale d'énergie reçue par le système ; généralement noté η (« ceci »). η = Wpol/Wcym. L'efficacité est une quantité sans dimension et est souvent mesurée en pourcentage. Mathématiquement, la définition de l’efficacité peut s’écrire comme suit :

X100%,

Où UN- un travail utile, et Q- l'énergie dépensée.

En raison de la loi de conservation de l'énergie, l'efficacité est toujours inférieure ou égale à l'unité, c'est-à-dire qu'il est impossible d'obtenir un travail plus utile que l'énergie dépensée.

Efficacité du moteur thermique- le rapport entre le travail utile complet du moteur et l'énergie reçue du chauffage. Le rendement d'un moteur thermique peut être calculé à l'aide de la formule suivante

où est la quantité de chaleur reçue du radiateur, est la quantité de chaleur fournie au réfrigérateur. Efficacité la plus élevée parmi les machines cycliques fonctionnant à des températures de source chaude données T 1 et froid T 2, disposer de moteurs thermiques fonctionnant sur le cycle Carnot ; cette efficacité marginale est égale à

Tous les indicateurs caractérisant l'efficacité des processus énergétiques ne correspondent pas à la description ci-dessus. Même s'ils sont traditionnellement ou erronément appelés "", ils peuvent avoir d'autres propriétés, notamment supérieures à 100 %.

Efficacité de la chaudière

Article principal : Bilan thermique de la chaudière

Le rendement des chaudières à combustibles fossiles est traditionnellement calculé sur la base du pouvoir calorifique inférieur ; on suppose que l'humidité des produits de combustion quitte la chaudière sous forme de vapeur surchauffée. Dans les chaudières à condensation, cette humidité est condensée et la chaleur de condensation est utilement utilisée. Lors du calcul de l’efficacité basée sur le pouvoir calorifique inférieur, il peut finir par être supérieur à un. Dans ce cas, il serait plus correct de le calculer par le pouvoir calorifique supérieur, qui prend en compte la chaleur de condensation de la vapeur ; cependant, les performances d'une telle chaudière sont difficiles à comparer avec les données d'autres installations.

Pompes à chaleur et refroidisseurs

L'avantage des pompes à chaleur en tant qu'équipement de chauffage est la capacité de recevoir parfois plus de chaleur que l'énergie consommée pour leur fonctionnement ; de même, une machine frigorifique peut éliminer plus de chaleur de l’extrémité refroidie qu’elle n’en dépense pour organiser le processus.

Le rendement de ces moteurs thermiques se caractérise par coefficient de performance(pour les machines frigorifiques) ou rapport de transformation(pour les pompes à chaleur)

où est la chaleur extraite de la partie froide (dans les machines frigorifiques) ou transférée vers la partie chaude (dans les pompes à chaleur) ; - le travail (ou l'électricité) consacré à ce processus. Le cycle de Carnot inversé présente les meilleurs indicateurs de performance pour de telles machines : il a un coefficient de performance

où , sont les températures des extrémités chaude et froide, . Cette valeur peut évidemment être arbitrairement élevée ; Bien qu’il soit difficile à approcher en pratique, le coefficient de performance peut néanmoins dépasser l’unité. Ceci ne contredit pas la première loi de la thermodynamique, puisque, outre l'énergie prise en compte UN(par exemple électrique), pour chauffer Q Il y a aussi de l’énergie provenant de la source froide.

Littérature

• Perychkine A.V. La physique. 8e année. - Outarde, 2005. - 191 p. - 50 000 exemplaires. - ISBN5-7107-9459-7.

Remarques

Fondation Wikimédia. 2010.

• TurboPascal
• Efficacité

Voyez ce qu'est le « facteur d'efficacité » dans d'autres dictionnaires :

efficacité- Rapport entre la puissance fournie et la puissance active consommée. [OST 45.55 99] facteur d'efficacité Efficacité Une valeur caractérisant la perfection des processus de transformation, de transformation ou de transfert d'énergie, qui est le rapport des utiles ... ... Guide du traducteur technique

EFFICACITÉ- ou coefficient de retour (Efficacité) est une caractéristique de la qualité de fonctionnement de toute machine ou appareil en termes de son efficacité. Par efficacité, on entend le rapport entre la quantité de travail reçue d'une machine ou d'énergie provenant de l'appareil et la quantité... ... Dictionnaire marin

EFFICACITÉ- (efficacité), un indicateur de l'efficacité d'un mécanisme, défini comme le rapport entre le travail effectué par le mécanisme et le travail consacré à son fonctionnement. Efficacité généralement exprimé en pourcentage. Un mécanisme idéal aurait une efficacité =... ... Dictionnaire encyclopédique scientifique et technique

EFFICACITÉ- (efficacité), une caractéristique numérique de l'efficacité énergétique de tout appareil ou machine (y compris un moteur thermique). L'efficacité est déterminée par le rapport entre l'énergie utilement utilisée (c'est-à-dire convertie en travail) et la quantité totale d'énergie... ... Encyclopédie moderne

EFFICACITÉ- (efficacité) caractéristique de l'efficacité d'un système (appareil, machine) en matière de conversion d'énergie ; est déterminé par le rapport entre l'énergie utilement utilisée (convertie en travail au cours d'un processus cyclique) et la quantité totale d'énergie,... ... Grand dictionnaire encyclopédique

EFFICACITÉ- (efficacité), caractéristique de l'efficacité d'un système (appareil, machine) par rapport à la conversion ou à la transmission d'énergie ; est déterminé par le rapport m) de l'énergie utilement utilisée (Wtotal) à la quantité totale d'énergie (Wtotal) reçue par le système ; h=Wétage… … Encyclopédie physique

EFFICACITÉ- (efficacité) rapport de l'énergie utilement utilisée W p, par exemple. sous forme de travail, à la quantité totale d'énergie W reçue par le système (machine ou moteur), W p/W. En raison des pertes d'énergie inévitables dues au frottement et à d'autres processus hors équilibre pour les systèmes réels... ... Encyclopédie physique

EFFICACITÉ- le rapport entre le travail utile dépensé ou l'énergie reçue et l'ensemble du travail dépensé ou, par conséquent, l'énergie consommée. Par exemple, le rendement d’un moteur électrique est le rapport avec celui de la mécanique. la puissance qu'il donne à l'électricité qui lui est fournie. pouvoir; À.… … Dictionnaire technique ferroviaire

efficacité- nom, nombre de synonymes : 8 efficacité (4) rendement (27) fécondité (10)... Dictionnaire de synonymes

Efficacité- est une grandeur caractérisant la perfection de tout système par rapport à tout processus de transformation ou de transfert d'énergie qui s'y déroule, définie comme le rapport du travail utile au travail consacré à l'actionnement.... ... Encyclopédie des termes, définitions et explications des matériaux de construction

Parmi les nombreuses caractéristiques des différents mécanismes d'une voiture, la plus décisive est Efficacité du moteur à combustion interne. Afin de découvrir l'essence de ce concept, vous devez savoir exactement ce qu'est un moteur à combustion interne classique.

L'efficacité d'un moteur à combustion interne - qu'est-ce que c'est ?

Tout d'abord, le moteur convertit l'énergie thermique générée par la combustion du carburant en une certaine quantité de travail mécanique. Contrairement aux machines à vapeur, ces moteurs sont plus légers et plus compacts. Ils sont beaucoup plus économiques et consomment des combustibles liquides et gazeux strictement définis. Ainsi, l'efficacité des moteurs modernes est calculée en fonction de leurs caractéristiques techniques et d'autres indicateurs.

Le rendement (coefficient de performance) est le rapport entre la puissance réelle transmise à l'arbre du moteur et la puissance reçue par le piston sous l'action des gaz. Si l'on compare l'efficacité des moteurs de puissance différente, on peut établir que cette valeur pour chacun d'eux a ses propres caractéristiques.

Les deux moteurs, malgré la similitude de conception, ont des types différents de formation de mélange. Par conséquent, les pistons d'un moteur à carburateur fonctionnent à des températures plus élevées, nécessitant un refroidissement de haute qualité. De ce fait, l’énergie thermique, qui pourrait être convertie en énergie mécanique, est dissipée sans aucun bénéfice, ce qui diminue la valeur globale du rendement.

Cependant, afin d'augmenter le rendement d'un moteur à essence, certaines mesures sont prises. Par exemple, un cylindre peut avoir deux soupapes d'admission et une soupape d'échappement, plutôt qu'une soupape d'admission et une soupape d'échappement. De plus, certains moteurs sont équipés d'une bobine d'allumage distincte installée pour chaque bougie d'allumage. Le papillon des gaz est souvent commandé à l'aide d'un entraînement électrique plutôt que d'un câble ordinaire.

Efficacité du moteur diesel – efficacité notable

Le diesel est l'un des types de moteurs à combustion interne dans lesquels le mélange de travail s'enflamme par compression. Par conséquent, la pression de l’air dans le cylindre est bien supérieure à celle d’un moteur à essence. En comparant l'efficacité d'un moteur diesel avec celle d'autres modèles, nous pouvons noter son efficacité la plus élevée.

À basse vitesse et à grande cylindrée, l'indicateur d'efficacité peut dépasser 50 %.

Vous devez faire attention à la consommation relativement faible de carburant diesel et à la faible teneur en substances nocives dans les gaz d'échappement. Ainsi, la valeur d'efficacité d'un moteur à combustion interne dépend entièrement de son type et de sa conception. Dans de nombreux véhicules, une mauvaise efficacité est compensée par diverses améliorations visant à améliorer les performances globales.

Le facteur d'efficacité (efficacité) est une valeur qui, en pourcentage, exprime l'efficacité d'un mécanisme particulier (moteur, système) dans la conversion de l'énergie reçue en travail utile.

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Pourquoi le rendement du diesel est-il plus élevé ?

L'indicateur d'efficacité des différents moteurs peut varier considérablement et dépend d'un certain nombre de facteurs. avoir un rendement relativement faible en raison du grand nombre de pertes mécaniques et thermiques qui surviennent lors du fonctionnement d'une unité de puissance de ce type.

Le deuxième facteur est le frottement qui se produit lors de l’interaction des pièces en contact. La majeure partie de la consommation d’énergie utile est due au mouvement des pistons du moteur, ainsi qu’à la rotation des pièces à l’intérieur du moteur, qui sont structurellement fixées aux roulements. Environ 60 % de l'énergie de combustion de l'essence est dépensée uniquement pour assurer le fonctionnement de ces unités.

Des pertes supplémentaires sont causées par le fonctionnement d'autres mécanismes, systèmes et accessoires. Le pourcentage de pertes de résistance au moment de l'admission de la prochaine charge de carburant et d'air, puis du dégagement des gaz d'échappement du cylindre du moteur à combustion interne, est également pris en compte.

Si l’on compare une unité diesel et un moteur à essence, un moteur diesel a un rendement nettement supérieur à celui d’une unité à essence. Les groupes motopropulseurs à essence ont un rendement d'environ 25 à 30 % de la quantité totale d'énergie reçue.

Autrement dit, sur 10 litres d'essence dépensés pour le fonctionnement du moteur, seuls 3 litres sont utilisés pour effectuer un travail utile. Le reste de l’énergie issue de la combustion du carburant a été perdu.

Avec la même cylindrée, la puissance d'un moteur à essence atmosphérique est plus élevée, mais est obtenue à des régimes plus élevés. Le moteur doit être « tourné », les pertes augmentent, la consommation de carburant augmente. Il faut également mentionner le couple, qui désigne littéralement la force qui est transmise du moteur aux roues et qui déplace la voiture. Les moteurs à combustion interne à essence atteignent un couple maximal à des régimes plus élevés.

Un moteur diesel atmosphérique similaire atteint son couple maximal à bas régime, tout en utilisant moins de carburant diesel pour effectuer un travail utile, ce qui signifie une efficacité et une économie de carburant plus élevées.

Le carburant diesel génère plus de chaleur que l'essence, la température de combustion du carburant diesel est plus élevée et la résistance à la détonation est plus élevée. Il s'avère qu'un moteur à combustion interne diesel produit un travail plus utile avec une certaine quantité de carburant.

Valeur énergétique du carburant diesel et de l'essence

Le carburant diesel est composé d'hydrocarbures plus lourds que l'essence. Le rendement moindre d'un groupe essence par rapport à un moteur diesel réside également dans la composante énergétique de l'essence et les caractéristiques de sa combustion. La combustion complète de quantités égales de carburant diesel et d’essence produira plus de chaleur dans le premier cas. La chaleur dans un moteur à combustion interne diesel est plus entièrement convertie en énergie mécanique utile. Il s'avère qu'en brûlant la même quantité de carburant par unité de temps, c'est le moteur diesel qui fera le plus de travail.

Il convient également de prendre en compte les caractéristiques de l'injection et la création de conditions propices à une combustion complète du mélange. Dans un moteur diesel, le carburant est fourni séparément de l'air, il n'est pas injecté dans le collecteur d'admission, mais directement dans le cylindre en toute fin de course de compression. Le résultat est une température plus élevée et la combustion la plus complète d'une partie du mélange air-carburant de travail.

Résultats

Les concepteurs s'efforcent constamment d'améliorer l'efficacité des moteurs diesel et essence. L'augmentation du nombre de soupapes d'admission et d'échappement par cylindre, l'utilisation active, le contrôle électronique de l'injection de carburant, le papillon des gaz et d'autres solutions peuvent augmenter considérablement l'efficacité. Cela s'applique dans une plus large mesure au moteur diesel.

Grâce à ces caractéristiques, un moteur diesel moderne est capable de brûler complètement une partie du carburant diesel saturé d'hydrocarbures dans le cylindre et de produire un couple élevé à bas régime. Un faible régime signifie moins de perte de friction et de traînée qui en résulte. Pour cette raison, le moteur diesel est aujourd'hui l'un des types de moteurs à combustion interne les plus productifs et les plus économiques, dont le rendement dépasse souvent 50 %.

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Pourquoi est-il préférable de faire chauffer le moteur avant de rouler : lubrification, carburant, usure des pièces froides. Comment bien réchauffer un moteur diesel en hiver.

Tout le monde s’est probablement interrogé sur l’efficacité (Coefficient of Efficiency) d’un moteur à combustion interne. Après tout, plus cet indicateur est élevé, plus le groupe motopropulseur fonctionne efficacement. Le type le plus efficace à l'heure actuelle est considéré comme le type électrique, son efficacité peut atteindre 90 à 95 %, mais pour les moteurs à combustion interne, qu'il s'agisse de moteurs diesel ou d'essence, il est, pour le moins, loin d'être idéal. ..

Pour être honnête, les options de moteurs modernes sont beaucoup plus efficaces que leurs homologues lancées il y a 10 ans, et cela pour de nombreuses raisons. Pensez par vous-même avant, la version 1,6 litre ne produisait que 60 à 70 ch. Et maintenant, cette valeur peut atteindre 130 à 150 ch. Il s’agit d’un travail minutieux d’augmentation de l’efficacité, dans lequel chaque « étape » est réalisée par essais et erreurs. Commençons cependant par une définition.

- c'est la valeur du rapport de deux quantités, la puissance fournie au vilebrequin du moteur et la puissance reçue par le piston, due à la pression des gaz formés lors de l'inflammation du carburant.

En termes simples, il s'agit de la conversion de l'énergie thermique ou thermique apparaissant lors de la combustion d'un mélange carburé (air et essence) en énergie mécanique. Il convient de noter que cela s'est déjà produit, par exemple, avec les centrales à vapeur - également le combustible, sous l'influence de la température, poussait les pistons des unités. Cependant, les installations y étaient plusieurs fois plus grandes et le combustible lui-même était solide (généralement du charbon ou du bois de chauffage), ce qui rendait difficile son transport et son fonctionnement ; il fallait constamment « l'introduire » dans le four avec des pelles. Les moteurs à combustion interne sont beaucoup plus compacts et plus légers que les moteurs « à vapeur », et le carburant est beaucoup plus facile à stocker et à transporter.

En savoir plus sur les pertes

Pour l'avenir, nous pouvons affirmer avec certitude que l'efficacité d'un moteur à essence varie de 20 à 25 %. Et il y a plusieurs raisons à cela. Si nous prenons le carburant entrant et le convertissons en pourcentages, alors nous semblons obtenir « 100 % de l'énergie » qui est transférée au moteur, et puis il y a des pertes :

1)La consommation de carburant . Tout le carburant n'est pas brûlé, une petite partie part avec les gaz d'échappement, à ce niveau on perd déjà jusqu'à 25% d'efficacité. Bien sûr, les systèmes de carburant s'améliorent désormais, un injecteur est apparu, mais il est loin d'être idéal.

2) La seconde concerne les pertes thermiquesEt . Le moteur se réchauffe ainsi que de nombreux autres éléments, comme les radiateurs, sa carrosserie et le liquide qui y circule. Également, une partie de la chaleur s’échappe avec les gaz d’échappement. Tout cela entraîne jusqu’à 35 % de perte d’efficacité.

3) Le troisième concerne les pertes mécaniques . SUR toutes sortes de pistons, bielles, segments - tous les endroits où il y a des frictions. Cela peut également inclure des pertes dues à la charge du générateur, par exemple, plus le générateur génère d'électricité, plus il ralentit la rotation du vilebrequin. Bien sûr, les lubrifiants ont également progressé, mais encore une fois, personne n'a encore réussi à vaincre complètement les frottements - les pertes sont encore de 20 %.

Ainsi, l’essentiel est que l’efficacité est d’environ 20 % ! Bien sûr, parmi les options essence, il existe des options remarquables dans lesquelles ce chiffre est porté à 25 %, mais elles ne sont pas nombreuses.

Autrement dit, si votre voiture consomme 10 litres de carburant aux 100 km, alors seulement 2 litres iront directement au travail, et le reste est une perte !

Bien sûr, vous pouvez augmenter la puissance, par exemple en vous perçant la tête, en regardant une courte vidéo.

Si vous vous souvenez de la formule, il s'avère :

Quel moteur a le rendement le plus élevé ?

Je veux maintenant parler des options essence et diesel et découvrir laquelle d'entre elles est la plus efficace.

Pour le dire dans un langage simple et sans entrer dans les termes techniques, si l’on compare les deux facteurs d’efficacité, le plus efficace d’entre eux est bien sûr le diesel et voici pourquoi :

1) Un moteur à essence ne convertit que 25 % de l’énergie en énergie mécanique, mais un moteur diesel en convertit environ 40 %.

2) Si vous équipez un type diesel d'un turbocompresseur, vous pouvez atteindre un rendement de 50 à 53 %, ce qui est très significatif.

Alors pourquoi est-ce si efficace ? C'est simple : malgré le type de travail similaire (les deux sont des unités à combustion interne), le diesel fait son travail beaucoup plus efficacement. Il a une plus grande compression et le carburant s’enflamme selon un principe différent. Il chauffe moins, ce qui signifie une économie de refroidissement, il a moins de soupapes (économie de friction), et il n'a pas non plus les bobines d'allumage et bougies d'allumage habituelles, ce qui signifie qu'il ne nécessite pas de coûts énergétiques supplémentaires de la part du générateur . Il fonctionne à des vitesses inférieures, il n'est pas nécessaire de faire tourner frénétiquement le vilebrequin - tout cela fait de la version diesel un champion en termes d'efficacité.

À propos de l’efficacité du carburant diesel

D'une valeur d'efficacité plus élevée, l'efficacité énergétique découle. Ainsi, par exemple, un moteur de 1,6 litre ne peut consommer que 3 à 5 litres en ville, contrairement au type à essence, où la consommation est de 7 à 12 litres. Le diesel est beaucoup plus efficace ; le moteur lui-même est souvent plus compact et plus léger, et aussi, depuis peu, plus respectueux de l'environnement. Tous ces aspects positifs sont obtenus grâce à la valeur plus grande, il y a une relation directe entre efficacité et compression, voir la petite plaque.

Aujourd'hui, nous allons vous expliquer ce qu'est l'efficacité (facteur d'efficacité), comment la calculer et où ce concept est appliqué.

L'homme et le mécanisme

Quel est le point commun entre une machine à laver et une conserverie ? Le désir d’une personne de se débarrasser de la nécessité de tout faire par elle-même. Avant l’invention de la machine à vapeur, les gens ne disposaient que de leurs muscles. Ils faisaient tout eux-mêmes : ils labouraient, semaient, cuisinaient, pêchaient du poisson, tissaient le lin. Pour assurer sa survie pendant le long hiver, chaque membre d'une famille paysanne travaillait pendant la journée depuis l'âge de deux ans jusqu'à sa mort. Les plus petits s'occupaient des animaux et assistaient les adultes (les amener, leur dire, les appeler, les emmener). La petite fille a été mise au spinning pour la première fois à l’âge de cinq ans ! Même les personnes très âgées coupaient des cuillères, et les grands-mères les plus âgées et les plus fragiles s'asseyaient devant des métiers à tisser et des rouets, si leur vue le permettait. Ils n’ont pas eu le temps de réfléchir à ce que sont les étoiles et pourquoi elles brillent. Les gens étaient fatigués : chaque jour, ils devaient aller travailler, quels que soient leur état de santé, leurs douleurs et leur moral. Naturellement, l'homme voulait trouver des assistants qui soulageraient au moins légèrement ses épaules tendues.

Drôle et bizarre

Les technologies les plus avancées à cette époque étaient le cheval et la roue du moulin. Mais ils n’ont fait que deux à trois fois plus de travail qu’un humain. Mais les premiers inventeurs ont commencé à proposer des appareils qui semblaient très étranges. Dans le film « L’histoire de l’amour éternel », Léonard de Vinci attachait de petits bateaux à ses pieds pour marcher sur l’eau. Cela a conduit à plusieurs incidents amusants lorsque le scientifique s'est plongé dans le lac avec ses vêtements. Bien que cet épisode ne soit qu'une invention du scénariste, de telles inventions ressemblaient probablement à ceci : comique et amusant.

19e siècle : le fer et le charbon

Mais au milieu du XIXe siècle, tout change. Les scientifiques ont réalisé la force de pression exercée par la vapeur en expansion. Les produits les plus importants de cette époque étaient le fer pour la production de chaudières et le charbon pour y chauffer l'eau. Les scientifiques de l’époque devaient comprendre ce qu’était l’efficacité de la physique de la vapeur et du gaz et comment l’augmenter.

La formule du coefficient dans le cas général est :

Travail et chaleur

Le facteur d'efficacité (en abrégé efficacité) est une quantité sans dimension. Il est déterminé en pourcentage et calculé comme le rapport entre l'énergie dépensée et le travail utile. Ce dernier terme est souvent utilisé par les mères d’adolescents insouciants lorsqu’elles les obligent à faire quelque chose à la maison. Mais en fait, c’est le véritable résultat des efforts déployés. Autrement dit, si le rendement d’une machine est de 20 %, elle ne convertit qu’un cinquième de l’énergie reçue en action. Désormais, lors de l'achat d'une voiture, le lecteur ne devrait plus se poser de question sur l'efficacité du moteur.

Si le coefficient est calculé en pourcentage, alors la formule est :

η - efficacité, A - travail utile, Q - énergie dépensée.

Perte et réalité

Certes, tout ce raisonnement est déroutant. Pourquoi ne pas inventer une voiture qui puisse consommer plus d’énergie ? Hélas, le monde réel n’est pas comme ça. À l'école, les enfants résolvent des problèmes dans lesquels il n'y a pas de friction, tous les systèmes sont fermés et le rayonnement est strictement monochromatique. Les vrais ingénieurs des usines de fabrication sont obligés de prendre en compte la présence de tous ces facteurs. Considérons, par exemple, ce qu'est ce coefficient et en quoi il consiste.

La formule dans ce cas ressemble à ceci :

η=(Q1 -Q2)/Q1

Dans ce cas, Q 1 est la quantité de chaleur que le moteur a reçue du chauffage, et Q 2 est la quantité de chaleur qu'il a libérée dans l'environnement (en général, on appelle cela un réfrigérateur).

Le carburant se réchauffe et se dilate, la force pousse le piston qui entraîne l'élément rotatif. Mais le carburant est contenu dans un conteneur. Lorsqu'il est chauffé, il transfère la chaleur aux parois du récipient. Cela entraîne une perte d’énergie. Pour que le piston descende, le gaz doit être refroidi. A cet effet, une partie est rejetée dans l’environnement. Et ce serait bien si le gaz transférait toute la chaleur à un travail utile. Mais, hélas, il refroidit très lentement, donc de la vapeur encore chaude sort. Une partie de l’énergie est dépensée pour chauffer l’air. Le piston se déplace dans un cylindre métallique creux. Ses bords s'adaptent parfaitement aux murs et lors du déplacement, des forces de friction entrent en jeu. Le piston chauffe le cylindre creux, ce qui entraîne également une perte d'énergie. Le mouvement de translation de la tige de haut en bas est transmis au couple par une série de connexions qui se frottent les unes contre les autres et s'échauffent, c'est-à-dire qu'une partie de l'énergie primaire y est également dépensée.

Bien entendu, dans les voitures d'usine, toutes les surfaces sont polies au niveau atomique, tous les métaux sont solides et ont la conductivité thermique la plus faible, et l'huile pour lubrifier les pistons a les meilleures propriétés. Mais dans tout moteur, l’énergie de l’essence est utilisée pour chauffer les pièces, l’air et la friction.

Poêle et chaudron

Nous proposons maintenant de comprendre ce qu'est l'efficacité d'une chaudière et en quoi elle consiste. Toute femme au foyer le sait : si vous laissez bouillir de l'eau dans une casserole avec le couvercle fermé, soit l'eau coulera sur la cuisinière, soit le couvercle « dansera ». Toute chaudière moderne est conçue à peu près de la même manière :

• la chaleur chauffe un récipient fermé rempli d'eau ;
• l'eau devient de la vapeur surchauffée ;
• lors de l'expansion, le mélange gaz-eau fait tourner les turbines ou déplace les pistons.

Tout comme dans un moteur, de l'énergie est perdue pour chauffer la chaudière, les tuyaux et le frottement de toutes les connexions, donc aucun mécanisme ne peut avoir une efficacité de 100 %.

La formule des machines fonctionnant selon le cycle de Carnot ressemble à la formule générale d'un moteur thermique, sauf qu'au lieu de la quantité de chaleur, il s'agit de la température.

η = (T 1 -T 2)/T 1.

Station spatiale

Et si vous placiez le mécanisme dans l’espace ? L'énergie gratuite du Soleil est disponible 24 heures sur 24 ; le refroidissement de n'importe quel gaz est possible littéralement jusqu'à 0° Kelvin presque instantanément. Peut-être que l’efficacité de la production serait plus élevée dans l’espace ? La réponse est ambiguë : oui et non. Tous ces facteurs pourraient en effet améliorer considérablement le transfert d’énergie vers un travail utile. Mais livrer ne serait-ce qu’un millier de tonnes à la hauteur requise reste incroyablement coûteux. Même si une telle usine fonctionne pendant cinq cents ans, elle ne récupérera pas les coûts de levage de l'équipement, c'est pourquoi les écrivains de science-fiction exploitent si activement l'idée d'un ascenseur spatial - cela simplifierait grandement la tâche et la rendrait commercialement viable pour déplacer des usines dans l’espace.