Перетворення енергії в автомобілях

Я не знаю, чи правильно це на сайті, але у мене питання про машини та їх енергію. Коли тепло перетворюється на механічну енергію, ця механічна енергія може виробляти електричну енергію через генератор. Ця електрична енергія може бути використана для отримання механічної енергії знову. Чи не можемо ми просто продовжувати цей цикл при користуванні автомобілем? Ми використовували б набагато менше палива, як це було б використано лише при запуску автомобіля.

PS Це питання до мого класу VCE в школі. Цей клас - це не механічний клас, а System Engineering. Наскільки я знаю, машини вже роблять це.

Спасибі, Ріан

Ні, ми не можемо просто продовжувати працювати генератор, щоб назавжди виробляти електроенергію. Нам потрібно щось для того, щоб стати основним рушієм: річ, яка забезпечує першу енергію (тобто двигун згоряння автомобіля). Звідти ми відпилюємо частину механічного обертання, щоб крутити генератор (генератор.) Ми також втрачаємо деяку кількість енергії при здійсненні цієї трансформації, оскільки процес не є надзвичайно ефективним. Якщо говорити про неефективні, то більшість малих 4-циліндрових бензинових двигунів настільки неефективні і перетворюють енергію, що зберігається в паливі, в механічну енергію, корисну для перетворення передачі, що це заголовок, коли хтось робить 38% ефективної. Багато що, що залишилося, можна віднести до відпрацьованого тепла (або не зовсім витраченого тепла, якщо зима, і ви дуєте обігрівач.)

Тож вам завжди потрібно джерело енергії. У традиційних автомобілях джерелом є паливо, як правило, бензин або дизель. Іноді, коли я спускаюсь з великого пагорба в автомобілі з механічною коробкою передач, я ставлю машину на відносно низьку передачу та узбережжя. Це називається гальмуванням двигуна, і що насправді відбувається, я дозволяю вазі автомобіля боротися з низькою передачею, внаслідок чого двигун повинен перекинутися. Там дуже багато тертя, тому для цього потрібно значна кількість енергії, тому машина їде в гору повільніше, ніж якби я був у нейтралі. І найкраща частина полягає в тому, що за той короткий проміжок часу я гальмую двигун, я взагалі не використовую ніякого палива, тому що я повністю вимикаю газ. Двигун значно перевищує обороти холостого ходу, тому йому не потрібно впорскувати паливо! І генератор все ще обертається, звичайно, тому я отримую безкоштовну їзду завдяки своєму тимчасовому джерелу палива: гравітації. Однак те, що піднімається вгору, повинно знизитися, так що це, безумовно, чистий нульовий ефект або гірше врешті.

Я відчуваю, що зараз борюсь, але спробувати відповісти на це гарне запитання та цікаве!

Щоб розширити коментар tlhlngan, ви описуєте машину вічного руху типу 1 :

• Перетворіть механічну енергію в електричну, використовуючи двигун для обертання генератора
• Перетворити електричну енергію в механічну, використовуючи двигун, щоб повернути двигун

З цим існує кілька проблем:

• перетворення енергії не на 100% ефективні в реальному світі
• навіть якщо перетворення є на 100% ефективними, для збереження валів, що обертаються та працюють проти інших сил тертя (витрата втрат, вихрових систем), потрібна енергія.
• навіть якщо сили тертя відсутні, найкраще, що ви можете зробити, це коливатися між поворотом двигуна або поворотом генератора (такий собі ефект маховика). У той момент, коли ви хочете, щоб автомобіль рухався, він представляє додаткову роботу, яка буде безповоротно споживати будь-яку енергію, присутню в цьому електромеханічному маховику.

У мене була схожа ідея, коли я був молодий і дізнався про електромагнітну індукцію: встановити потужний магніт до Місяця та котушки на землі. Змінене магнітне поле дасть вам безкоштовну енергію!

Звичайно, існує таке поняття, як закон збереження енергії. Це, мабуть, найбільш добре перевірений закон фізики. Було здійснено чимало спроб отримати безкоштовну енергію, при цьому всі вони зазнали невдачі.

Як тоді моя схема не вийшла з ладу? Очевидно, що досить потужні магніти і досить великі котушки неможливо, але навіть якби вони були, це просто витягуватиме енергію, що зберігається в системі Земля-Місяць. Досить схожий на те, що робиться за допомогою сили припливу, за винятком того, що моя схема не здійснена, але сила припливу є. Вони обидва отримують енергію із системи Земля-Місяць, яка насправді має багато енергії.

У вашому випадку ефективність перетворення різних механічних-> електричних та електричних-> механічних перетворень не становить 100%. Оскільки вони менше 100%, задана кількість механічної енергії перетворюється на меншу кількість електричної енергії та навіть меншу механічну енергію, тому двигун у цій системі не буде обертатися вічно, і точно не дозволить вам перенаправити вільну енергію з цієї системи на інші цілі. Якщо ви зможете отримати 100% ефективність перетворення без тертя, то в такому випадку вона буде обертатися назавжди, але спроби видобути енергію сповільнить обертання, яке потім поступово припиниться.