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永動機

第二類永動機 在沒有溫度差的情況下﹐從某一單一熱源不斷地吸取熱量﹐把它完全變成有用功的理想動力機械。這類永動機如果能夠製成﹐那麼就可以將某些巨大的物質系統(如大地﹑海水﹑空氣)作為熱源﹐從中源源不斷地獲得有用的功﹐這實際上也是一種永遠消耗不盡的能源。1880年﹐在華盛頓工作的J.加姆吉曾進行了這一嘗試。他設計了一個類似於蒸汽機的熱機﹐因為它的正常運轉溫度是 0﹐所以被稱為“冰點發動機”﹐這個發動機用沸點為-33的氨做工作物質。加姆吉設想﹐液態氨在低溫下會從周圍環境吸取熱量汽化為氣體﹐而在0時就以很大的壓力推動活塞運動對外作功﹐氣態氨又因膨脹冷卻而凝結為液態﹐於是循環重新開始。但是﹐加姆吉沒有考慮到﹐如果要使氨由氣態再凝結為液態﹐就必須使冷凝器和貯存液態氨的容器保持低於-33的溫度﹐而這樣做消耗的能量卻比“冰點發動機”所能提供的能量更多。
這家報紙的報道說:中國科學院生物物理研究所研究員徐業林發明的無偏二極管工作原理是:在兩塊金屬板之間夾一層半導體,兩塊金屬板中一塊是光滑的,另一塊上布滿了小坑。在不需要外加電能、化學能、太陽能等能量的條件下,只要環境溫度高於-273℃,該器件就能奇跡般地輸出電流。同時指出,坑的直徑愈小電流愈大,如果能將坑的直徑縮小到現在的1%,輸出的電流就有可能帶動家用小型汽車。這將是一種取之不盡、完全沒有汙染的新型能源。並且獲得了俄、英、美、中 4國的發明專利。

雖然這篇報道中並沒有使用“永動機”的字眼,何祚庥、方舟子等人還是讀出了其中的意思,進而指出,永動機是不可能制造出來的,因為它違反了物理學的基礎:熱力學第一定律和第二定律。
蒸汽渦輪發動機  

蒸汽機,是一個能夠將蒸汽中的動能轉換為功的熱機。泵、火車頭和輪船曾使用蒸汽機驅動。

蒸汽機在工業革命中起了基本的作用。今天,人們還使用蒸汽渦輪發動機來發電。

蒸汽機需要一個使水沸騰產生高壓蒸汽的鍋爐,這個鍋爐可以使用木頭、煤、石油或天然氣甚至垃圾作為熱源。蒸汽膨脹推動活塞做功。

高壓蒸汽機引擎有多種造型,但最主要的是往複活塞和汽輪機。

蒸汽渦輪發動機(Steam turbine)是一種擷取(將水加熱後形成的)水蒸氣之動能轉換為渦輪轉動的動能的機械。相較於原由詹姆斯瓦特發明的單級往復式蒸汽機,渦輪蒸汽機大幅改善了熱效率,更接近熱力學中理想的可逆過程,並能提供更大的功率,至今它幾乎完全取代了往復式蒸汽機。渦輪蒸汽機特別適用於火力發電和核能發電,世界上大約80%的電是利用渦輪蒸汽機所產生。

老式船艦中也有不少使用,但是在現代化船艦中已經被燃氣渦輪引擎全面取代,只有少數特例如現代級還使用蒸汽渦輪。

汽電共生

汽電共生 Cogeneration (combined heat and power, CHP) 為一種工業製程技巧,利用發電後的廢熱用於工業製造或是利用工業製造的廢熱發電,達到能量最大化利用的目的。

以先發電式來說由於傳統發電機效率只有30%左右,高達70%燃料能量被轉化成無用的熱,汽電共生能再利用30%-50%的熱能於工業,使燃料達到80%效率。

而後發電系統用的本來就是各種工業機具的廢熱,等於所發的電都是白賺的。

1.先發電式 鍋爐蒸氣先用於發電,用剩的蒸氣熱能再投入某種工業製程,同時發的電也投入工業製程,剩電賣給電網。適合中等溫度製程的產業:食品、造紙、化工、養殖、農業。 現有系統:(1)燃氣渦輪機外掛廢熱爐式;;(2)燃氣渦輪機式(3)蒸氣渦輪機式;(4)複合循環式;(5)柴油引擎式。

2.後發電式 鍋爐蒸氣先用於某種工業製程,用剩的蒸氣熱能再投入發電,同時發的電也投入工業製程,剩電賣給電網。適合高溫度製程的產業:冶金、玻璃、水泥。 現有系統:(1)蒸氣渦輪機式;(2)有機朗肯機式。
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