열기관

열원동기(熱原動機)는 열에너지를 기계에너지로 바꾸는 기관을 통틀어 이르는 말이다. 고온의 열을 공급받아 저온으로 방출하면서 일부의 열을 이용하여 일을한다. 증기기관, 원자력기관 등의 외연기관과 가솔린기관, 디젤기관 등의 내연기관으로 나눈다. 열기관이라고도 한다.

효율

열에너지를 기계적 에너지로 바꾸는 원동기로, 고온과 저온의 열원 사이에서 순환 과정을 반복하면서 열에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치를 말한다. 고온의 물체에서 공급해 준 열량과 저온의 물체로 방출된 열량의 차이만큼 열기관은 일을 한다. 공급된 열이 몇 %나 일로 전환하는가를 열기관의 효율이라 하며 보통 열기관의 열효율은 20~40% 내외이다. 한 번 순환하는 사이에 유체가 고온의 열원에서 흡수하는 열량을 $Q_{1}$, 저온의 열원에 방출하는 열량을 $Q_{2}$라고 하면 외부에 하는 일 $W$는 다음과 같다.

$W=Q_{1}-Q_{2}$

열기관의 한 순환 과정에서 흡수한 열량 $Q_{1}$에 대한 외부에 한 일 $W$의 비를 열기관의 효율($e$)이라고 한다.

$e=$ $W \over Q_{1}$ $=$ $Q_{1}-Q_{2} \over Q_{1}$ $=1-$ $Q_{2} \over Q_{1}$

$Q_{2}=0$이면 $e=1$이 되어 효율은 $100\%$가 된다. 이것은 저열원에 열을 버리지 않고 열에너지를 모두 일로 바꿀 수 없다는 열역학 제2법칙에 모순되므로 아무리 좋은 열기관이라도 효율은 $100\%$가 될 수 없다. 프랑스의 물리학자인 카르노는 열기관의 효율을 최대로 하기 위해서는 열기관이 가역 기관이어야 한다는 것을 발견하였다. 가역 기관은 어떤 순환 과정을 어느 방향으로 진행시키더라도 외부에 전혀 영향을 주지 않고 원상태로 되돌아가는 기관이다. 열기관의 최대 효율을 위하여 가역적으로 동작하는 이상적인 열기관인 카르노 기관의 효율은 고열원의 온도 $T_{1}(K)$과 저열원의 온도 $T_{2}(K)$에 의하여 결정된다. 카르노는 이상 기체를 사용한 가역적 열기관의 연구에서 $Q_{2} \over Q_{1}$$=$$T_{2} \over T_{1}$임을 밝히고 이상적 열기관의 효율을 다음과 같이 나타냈다.

$e=$ $T_{1}-T_{2} \over T_{1}$ $=1-$ $T_{2} \over T_{1}$

이 효율을 최대 효율이라고 하며, 동작 유체에 관계없이 항상 온도 $T1$, $T2$만으로 결정되는 일정한 값을 갖는다. 실제 열기관의 경우 마찰 등의 비가역적 변화에 의한 손실 때문에 열효율은 최대 효율값보다 작아진다. 따라서 열기관의 효율을 다음과 같이 표시한다.

$e\leq$ $T_{1}-T_{2} \over T_{1}$ $=1-$ $T_{2} \over T_{1}$

열효율을 높이기 위해서는 고열원과 저열원의 온도차를 크게 하여야 한다.

같이 보기

이 열기관 문서는 자동차 부품에 관한 토막글입니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 이 문서의 내용을 채워주세요.

자동차 : 자동차 분류, 자동차 회사, 한국 자동차, 독일 자동차, 유럽 자동차, 미국 자동차, 중국 자동차, 일본 자동차, 전기자동차, 자동차 제조, 자동차 부품 □■⊕, 자동차 색상, 자동차 외장, 자동차 내장, 자동차 전장, 자동차 부품 회사, 배터리, 배터리 회사, 충전, 자동차 판매, 자동차 판매 회사, 자동차 관리, 자동차 역사, 자동차 인물 자동차 부품 계기 • 레저보어(리저버) • 레저보어 탱크(리저버 탱크) • 보조장치 • 부품 • 비순정부품 • 소모품 • 순정부품 • 스프링 • 아세이(어셈블리) • 옵션 • 운전장치 • 자동차 부품 • 정품 • 케이블 • 튜닝 • 파이프 • 햅틱 • 호몰로게이션 차대(섀시) 3 in 1 • VIN • 강선 • 강판 • 공차 (오차) • 공차 (자동차) • 공차중량 • 단차 • 드레인홀 • 롤링섀시 • 모노코크 • 바디 • 바디온프레임 • 배분중량 • 보일러 • 섀시 • 소자 • 에어백 모듈 • 연결모듈 • 오일 • 오일팬 • 워터펌프(냉각수 펌프) • 인버터 • 인클로저 • 중량 • 차대(섀시) • 차대번호 • 차량 총중량(GVW) • 철판 • 촉매장치 • 충전기 • 캐빈룸 • 캡오버 • 컨버터 • 크러시존(크럼플존) • 프레임 • 프로펠러 • 플러그 • 히트펌프 엔진 2기통 • 4기통 • 5기통 • 6기통 • 7기통 • 8기통 • 10기통 • 12기통 • 16기통 • 18기통 • 20기통 • LPDI엔진 • LPG엔진 • LPI엔진 • OHV • PS • rpm • V형엔진 • 가솔린엔진 • 가스터빈 • 공랭식 엔진 • 기화기 • 내연기관 • 냉각수 • 냉각장치 • 냉각제 • 냉각팬 • 냉간상태 • 노즐 • 다기통 • 디젤엔진 • 라디에이터 • 마력 • 배기밸브 • 밸브 • 봄베 • 부동액 • 분사 • 석유엔진 • 선박 엔진 • 수랭식 엔진 • 수소탱크 • 수소터빈 • 수평대향 엔진 • 슈퍼차저 엔진 • 스로틀바디 • 스로틀밸브 • 실린더 • 싱글터보 • 양자엔진 • 엔진 • 엔진룸 • 엔진마운트 • 엔진오일 • 엔진제어장치 • 연료분사기 • 연료시스템 • 연료전지 • 연료주입구 • 연료탱크 • 연료파이프 • 연료펌프 • 연료필터 • 열기관(열원동기) • 왕복기관 • 외연기관 • 원동기 • 원자력기관 • 원형봄베 • 자동차 엔진 • 자연흡기엔진 • 점화케이블 • 점화플러그 • 제트엔진 • 증기기관 • 증기터빈 • 직렬엔진 • 최고출력 • 최대토크 • 캠 • 캠축(캠샤프트) • 커넥팅로드(연결봉) • 크랭크 • 크랭크축 • 탱크 • 터보랙 • 터보엔진 • 터보차저 • 터빈 • 토크 • 트윈터보 • 파워팩 • 플라이휠 • 피스톤 • 피스톤 엔진 • 항공기 엔진 • 흡입밸브 모터 고정자(스테이터) • 교류모터 • 교류발전기 • 구동모터 • 구동모터 최대출력 • 동기모터 • 듀얼모터 • 모터 • 모터룸 • 발전기 • 시동모터 • 싱글모터 • 용단 • 유도모터 • 인휠모터 • 인휠시스템 • 인휠헥사모터 • 직류모터 • 직류발전기 • 축전지 • 코일 • 토크컨버터 • 트라이모터(트리플모터) • 퓨즈 • 퓨즈박스 • 퓨즈풀러 • 필라멘트 • 회전자(로터) • 회전축 구동장치 4매틱 • AWD 디스커넥터 • B-ISG • HTRAC • IGBT • PE모듈 • TCU • xDrive • 가변축 • 가속기 • 가속기 (자동차) • 감속기 • 공회전 속도조절 장치 • 공회전 제한 장치(ISG) • 구동 • 구동벨트 • 구동장치 • 구동축 • 기어(톱니바퀴) • 기어박스 • 기어비 • 기어오일 • 다운시프트 • 동력전달장치 • 뒷차축(리어액슬) • 듀얼클러치 • 무단변속기 • 미션 • 미션오일 • 배전기 • 벨트 • 변속기 • 사륜구동 • 앞차축(프런트액슬) • 업시프트 • 이륜구동 • 전륜구동 • 전축 • 종감속기어 • 차동기어(디퍼런셜) • 차동장치 • 차축(액슬) • 추진축 • 축 • 클러치 • 타이밍벨트 • 파워트레인 • 프로펠러 샤프트 • 후륜구동 • 후축 조향장치 경사각 • 너클암 • 너클 조인트 • 로어암 • 사륜조향 • 스러스트 • 스러스트 각 • 스티어링(조향장치) • 스티어링너클(너클) • 스티어링박스 • 스티어링 샤프트 • 스티어링암 • 어퍼마운트 • 어퍼암 • 전경각 • 전륜조향 • 조향축 • 캐스터 • 캠버 • 캠버각 • 킹핀 • 킹핀 경사각 • 킹핀 오프셋 • 토우 • 후경각 • 후륜조향 • 휠 밸런스 • 휠 얼라인먼트 제동장치 ABS • EBD • HHC • 경사로 밀림 방지 • 드럼브레이크 • 디스크 브레이크(디스크 로터) • 미끄럼 방지장치 • 베이퍼로크 • 보조제동장치(BA) • 브레이크드럼 • 브레이크라이닝 • 브레이크슈 • 브레이크 어시스트 시스템 • 브레이크오일 • 브레이크패드 • 슈팅 브레이크 • 오버라이드 • 오토홀드 • 전자식 제동력 분배(EBD) • 제동장치(브레이크) • 캘리퍼 • 클램프 • 클램핑력(클램프력) • 트랙션 컨트롤 시스템(구동력 제어장치) 서스펜션 가변댐퍼 • 고무부싱(러버부싱) • 기계식 서스펜션 • 댐퍼(제진기) • 더블위시본 서스펜션 • 마운트 • 매직 바디 컨트롤 • 부싱 • 서스펜션(현가장치) • 서스펜션암(컨트롤암) • 쇼크업소버 • 스트럿 서스펜션 • 액티브 서스펜션 • 에어매틱 • 에어서스펜션 • 에어스프링 • 전자제어 서스펜션 • 주파수 감응형 댐퍼 • 코일스프링 • 판스프링 • 플레이너 시스템 • 하시라 • 하이드로 부싱 • 현가상질량 • 현가하질량 흡배기장치 매연저감장치 • 배기 • 배기음 • 배기장치 • 배출 • 에어덕트 • 흡기 • 흡기장치 • 흡배기 • 흡배기장치 • 흡입 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반