Реактивный двигатель
Из-за неизбежных потерь энергии на трение, на нагревание окружающих тел и т. п. <кпд> всегда меньше единицы. Соответственно этому <кпд> выражается в долях затрачиваемой энергии, т. е. в виде правильной дроби или в процентах, и является безразмерной величиной. <Кпд> тепловых электростанций достигает 35—40%, <двигателей> внутреннего сгорания — 40—50%, динамомашин и генераторов большой мощности—95%, трансформаторов—98%. <Кпд> процесса фотосинтеза составляет обычно 6—8%, у хлореллы он достигает 20—25%. У тепловых <двигателей> в силу второго начала термодинамики <кпд> имеет верхний предел, определяемый особенностями термодинамического цикла (кругового процесса), который совершает рабочее вещество. Наибольшим <кпд> обладает Карно цикл.
Различают <кпд> отдельного элемента (ступени) машины или устройства и <кпд>, характеризующий всю цепь преобразований энергии в системе. <Кпд> первого типа в соответствии с характером преобразования энергии может быть механическим, термическим и т. д. Ко второму типу относятся общий, экономический, технический и др. виды <кпд>. Общий <кпд> системы равен произведению частных <кпд>, или <кпд> ступеней.
В технической литературе <кпд> иногда определяют т. о., что он может оказаться больше единицы. Подобная ситуация возникает, если определять <кпд> отношением Wпол/Wзатр, где Wпол — используемая энергия, получаемая на «выходе» системы, Wзатр — не вся энергия, поступающая в систему, а лишь та её часть, для получения которой производятся реальные затраты. Например, при работе полупроводниковых термоэлектрических обогревателей (тепловых насосов) затрата электроэнергии меньше количества теплоты, выделяемой термоэлементом. Избыток энергии черпается из окружающей среды. При этом, хотя истинный <кпд> установки меньше единицы, рассмотренный <кпд h = Wпол/Wзатр может оказаться больше единицы.
Окружающая среда
Тепловые двигатели (в том числе и реактивный) – необходимый атрибут современной цивилизации. С их помощью вырабатывается ≈ 80% электроэнергии. Без тепловых двигателей невозможно представить современный транспорт. В тоже время повсеместное использование тепловых двигателей связано с отрицательным воздействием на окружающую среду.
Сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа, способного поглощать тепловое инфракрасное (ИК) излучение поверхности Земли. Рост концентрации углекислого газа в атмосфере, увеличивая поглощение ИК – излучения, приводит к повышению её температуры (парниковый эффект). Ежегодно температура атмосферы Земли повышается на 0,05 ºС. Этот эффект может создать угрозу таяния ледников и катастрофического повышения уровня Мирового океана.
Продукты сгорания топлива существенно загрязняют окружающую среду.
Углеводороды, вступая в реакцию с озоном, находящимся в атмосфере, образуют химические соединения, неблагоприятно воздействующие на жизнедеятельность растений, животных и человека.
Потребление кислорода при горении топлива уменьшает его содержание в атмосфере.
Для охраны окружающей среды широко использует очистные сооружения, препятствующие выбросу в атмосферу вредных веществ, резко ограничивают использование соединений тяжелых металлов, добавляемых в топливо, разрабатывают
Двигатели, использующие водород в качестве горючего ( выхлопные газы состоят из безвредных паров воды), создают электромобили и автомобили, использующие солнечную энергию.