大家看看这个能量系统的问题在哪里

逆行远方

       看了《超级电容-超导电动机-超导发电机》一帖，楼主的这种想法我觉得是不可实现的。恰好我这里也有一个能量系统，我想向大家请教一下，大家看看这个能量系统的问题在哪里：
       一、假如我有一台热泵，效率为10，也就是消耗1焦耳能量，能从空气中吸收10焦耳的能量到室内（现在的热泵应该可以达到这个效率，因为《大学物理》教材中有一例题，冬天空调制热原理，一热泵消耗90000焦耳的能量，可以从空气中获得729000焦耳能量，也就是效率为8.1。热力学第二定律是：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，这里消耗了电能，即引起了其他变化，故不违背热力学第二定律。）
       二、将从空气中获得的能量导入绝热性能良好的绝热缸中，缸中设有热电材料（电能可以转换为光能、磁能、热能，反过来光能、磁能、热能也可以转换为电能，将热电材料一端放入绝热缸中，一端放在空气中，两端就有了温差，热电材料就可以将热能转换为电能），有看到报道称日本研究的热电材料效率可以达到30%，那么我们就可以得到约3焦耳的电能。
       三、将得到的3焦耳电能拿出1焦耳用于维持热泵工作，那么我就能得到剩余的2焦耳能量拿来做功，比如可以做出不用油、不用电，仅从空气中吸能的汽车。
       这上面3个步骤都没有违背能量守恒定律和热力学第二定律，但这违背了“熵是不断增大的”，但有科学家称宇宙中存在熵不增大甚至减小的地方。那么大家觉得这样可行吗？问题在哪里呢？
       还附加一个问题：有没有一种材料既能屏蔽磁场，又不和磁场发生较强的作用力?（万有引力不算，太弱，忽略不计）如果没有，因该是正常的，如果有，那么能量守恒定律就有危险了。

wxfx

看看 不懂啊

jy_zhf

不是很明白

飞鸟1

好像牛顿定律你没有记好呢，能量不守恒啊！

321whl123

你的分功不平！最后的有用功将会是负数！！

meaommy

原帖由 逆行远方 于 2008-6-4 20:01 发表
       看了《超级电容-超导电动机-超导发电机》一帖，楼主的这种想法我觉得是不可实现的。恰好我这里也有一个能量系统，我想向大家请教一下，大家看看这个能量系统的问题在哪里：
       一、假如我有一台热泵 ...

我觉得，可能的问题出自第2步：
“二、将从空气中获得的能量导入绝热性能良好的绝热缸中，缸中设有热电材料（电能可以转换为光能、磁能、热能，反过来光能、磁能、热能也可以转换为电能，将热电材料一端放入绝热缸中，一端放在空气中，两端就有了温差，热电材料就可以将热能转换为电能），有看到报道称日本研究的热电材料效率可以达到30%，那么我们就可以得到约3焦耳的电能。”

这里的关键点在于热电材料产生温差的条件。随着动力系统做功，室内的温度不会被缸外的热电材料加热吗？

如果第二步成功，这也只不过是另外一种能量转移而已吧？能源根原是空气中的热能，你的工作机做功后，空气中的能量总量就相应的减少。不违反能量守恒啊。
就像远古生物把当时的太阳能蓄积在自身体内，再经过地质变化转换为石油。然后今天被人类开采出来，做成燃料供内燃机做功一样啊。现在的汽车每前进一公里，远古时代的太阳能就被消耗掉一部分。一个道理吧。:em05:

[ 本帖最后由 meaommy 于 2008-6-4 21:54 编辑 ]

zhenxuewang

没看完，问题估计在屁股…………

逆行远方

我就是说的没有违背能量守恒啊！我的意思就是把空气中的能量拿来用，理论上可行，但是违背熵增大的原理，不知问题在哪里？

keke899

我认为问题出在热泵的效率不可能大于等于1 ，要从空气中提取热能就要消耗大等于从空气里得到的能量，你的热泵效率10哪里来的？

Edward

一台效率为1的热泵，消耗1焦耳能量，就可以在空气中获得1焦耳的热量，如此循环，不已经是用动机了？
你还要效率是10………………
永远记得第二定律的意义：能量不可创造，也不可毁灭。

逆行远方

你可以上网查一下热泵的效率，如果小于一，冬天我们还用空调干什么，直接用电热丝来加热空气不是更便宜，空调多贵啊！能量没有被创造，只是从空气中转移到室内来了！你可以看看这个http://www.joyju.com/html/gc/jd/20070813/9446.html

[ 本帖最后由 逆行远方 于 2008-6-4 23:31 编辑 ]

meaommy

原帖由 Edward 于 2008-6-4 22:52 发表
一台效率为1的热泵，消耗1焦耳能量，就可以在空气中获得1焦耳的热量，如此循环，不已经是用动机了？
你还要效率是10………………
永远记得第二定律的意义：能量不可创造，也不可毁灭。

理解错了。热泵消耗的能量是为了把空气中的热能提取出来。而不是说热泵提取出来的能量是来自热泵消耗的电能。
“一台效率为1的热泵，消耗1焦耳能量，就可以在空气中获得1焦耳的热量”这个情况在原理上很正常。实际情况是，热泵使用一焦耳的电能的代价把原本室外空气中的一焦耳热能提取到了屋内。

meaommy

原帖由 逆行远方 于 2008-6-4 22:10 发表
我就是说的没有违背能量守恒啊！我的意思就是把空气中的能量拿来用，理论上可行，但是违背熵增大的原理，不知问题在哪里？

是不是在这里：“有看到报道称日本研究的热电材料效率可以达到30%”
那剩下的70%能量哪里去了？又转化成热了？

整个系统其他部分都是比较成熟常规的系统，唯有热电材料是比较少见的东西，是不是问题出在这个材料的特性上？比如材料的内部分、原子级的变化引起了我们不熟悉的能量转化过程，被我们忽略了？还是要首先了解一下这种材料的具体工作特性。

另外，要想确定问题，是不是不能光用这种粗略的模型。要有更细化的，更多实用系统数据支持的模型才行吧？

[ 本帖最后由 meaommy 于 2008-6-4 23:59 编辑 ]

逆行远方

网上查到的资料：
一个空调装置，冬天制热的时候，并不是说，消耗1KW的电力能制出1KW的热量。目前技术水平下，1KW电能制出了3~4KW的热量是常见的。有许多非专业人员说这是不可能的，因此不妨看一看任何一台空调的铭牌，便能确认，而且还可以看到
制冷量是远大于耗电量的。难道说能量守恒定律在这里是不好用不成？
并不是不好用，有这样两个平衡式恰恰反映了能量的守恒：
制冷时：制冷量=散热量-耗电量
制热时：制热量=散冷量+耗电量
从中可以看出：无论制冷量还是制热量不一定要小于耗电量，也并不是象有人理解的那样。
效率=制冷量（或制热量）/耗电量
实际上上式得出结果，叫做制冷系数或制热系数，一般远大于1。制热系数经常在2~4之间。
可能有人会问，制热系数大于1，热量除来自电能之外，还从何而来？实际上，这些热量来自室外。是通过让本来就是
低温的空气温度变的更低而获得的能量。以空气作为低温热源的制热装置叫做气源热泵，当然以水作为低温热源，如海水、地下水等，这样的制热装置叫做水源热泵。热泵工作时，电能不是起到直接加热作用，而是起到热量的逆向搬运作用，即从温度低的地方向温度高的地方搬运。不管怎么说，我们完全相信，消耗一度电，可以获得相当几度电的热量，由此自然而然地可以联想到：锅炉运行提供的热量在转变成供热所需要的热量时，是否一定要按1：1的比例或低于100%的效率进行转换。传统的概念和做法是否合理，有没有可能对其进行革命？假如这种革命真的成功，技术上将是多大的突破？我们将迎来多么令人振奋，甚至说是翻天覆地的节能前景！
从理论上讲，这场革命是可以获得成功的。理论的依据就是热力学第二定律。
我们知道热力学第一定律就是能量守恒定律，主要强调量的平衡，而热力学第二定律是强调能量的质量概念。同样数量（焓）的能量，由于质量（温度、压力）的不同，其所具有的做功能力或者叫做可用能（火用）也不同，科学家已经把火用（字典上无此字，读作yong），定义成一个状态参数。火用值越高说明能量的可用能部分比例高，即质量越高。能量有可用能部分，自然也有不可用部分（火无，字典上也无此字，读作wu）。火无的概念是环境状态下，工质所具有的能量，也就是说工质从某一状态变化至环境状态所释放的能量就是其具有的可用能。
显然：能量=火用+火无
而可用能又称做功能力，做功不同于热交换。单纯的热交换效率只能是100%，而做功则不一样，从获得热量的角度上讲，做功所获得的热量一定是大于100%的。（前已有述）
要做功，工质所处的状态必须高于环境状态，工质的温度越高做功能越强。通过做功使工质的温度降低，是对能量的有效利用，反过来说如果不做功，单纯的热交换是对做功能力的浪费，是对能量的最低效的利用形式，任何温差下的热交换，都意味着做功能力的损失，某种意义上讲都是一种浪费。
请留意一下，目前正在运行的所有锅炉（将被称为传统锅炉），都是以热传递的形式将高温状态下能量转换成较低温状态下的能量，大量的做功能力在这种热传递中损失掉了。燃料燃烧过程中产生1700℃以上的高温是能够实现的，但水蒸汽的温度最多不会超过700℃。可见下这里有多大的传热温差，多大的能源浪费，多大的节能潜力可挖！虽然说在这个温差大设置热机做功，由于材料科学限制等原因，在技术上存在很大的难度，但起码我们发现了这个巨大的节能空间！
在这个空间下还有另一个空间可以挖掘，而且在技术上难度不大，这就是在高温蒸汽转变成较低温度下的采暖用热水过程中由于温差的存在，产生了做功能力的损失，在这个温差下设置热机通过做功使热量转移，并且同时吸收低温热源的能量，就能够使能量利用率大大超过100%。目前采用喷射类换热产品就是利用部分蒸汽做功能力，不仅获得了高温热水而且还获得了压力，使能量的利用率有所提高，但由于没有从低温热源吸收热量，使蒸汽的做功能力仍有大量损失。
我们相信交换站中的热交换总有会被一种先进的热泵装置所代替。到那时候要获得1kJ的热量将不再需要消耗1kJ的热量，可能是0.7kJ就够用。
前面谈到了两大温差空间造成了大量的做功能力损失，如果随着科技的发展，有一部分损失能够被利用起来，世界将会怎样？简单意义理解上锅炉效率超过200%，不就完全可以实现了吗？

逆行远方

热电材料的特性我也不清楚，其实我也没有说这个系统能够行得通，发在这里问大家就是因为我自己也没有搞清楚问题在哪里。

keke899

我理解楼主的意思了，但这个涉及太多尖端技术问题了，我们没有能力去讨论：两方面，楼主提的热泵效率只是所谓的使用效率，消耗了小部分能量而转移了大部分能量，跟热功交换效率是两个问题。 这样的结果只是实现了温度差而非真正获得能量。  自然界中存在温度差的地方很多，如果就日本的30％热电转化率可以使用在这些环境那不就解决能源问题咯，这个还是技术问题，不是我们讨论的范畴了

woti

问题就在日本的30％热电转化率这里。产生的条件没有明确。并且根据物理定律，滴是不会增加的。

mozhile2004

我们的天才怎么还没出现在这里啊????????

bob488884

问题是空气中的热是哪里来的？太阳……

这样不如用光电池……虽然效率不理想……

keke899

补充一点：热能收集目前肯定是个技术难题，熵越大就越容易实现。但按照热泵原理，系统里的熵会随热能转移量的曾加而减少，那么在这个系统里热能收集也许是个不可逾越的技术难题