Language
Country/Area
No result found
Energi tersembunyi dalam siklus termodinamika: Tahukah Anda berapa banyak panas buangan yang tersisa setelah bahan bakar dibakar?
Dalam konteks permintaan energi yang terus meningkat saat ini, efisiensi bahan bakar telah menjadi bidang penelitian yang penting. Efisiensi konversi energi, yaitu rasio energi keluaran yang berguna dari sebuah mesin terhadap energi masukan, telah menjadi isu inti dalam pemanfaatan energi. Bergantung pada sifat keluaran yang berbeda, rasio ini dapat mencakup bentuk-bentuk seperti energi kimia, energi listrik, kerja mekanis, cahaya (radiasi), atau panas. Namun, selama proses pembakaran bahan bakar, sejumlah besar energi panas pasti terbuang, yang membuat kita harus berpikir tentang berapa banyak energi tersembunyi yang tidak digunakan dalam proses-proses ini?
Pemahaman tentang efisiensi konversi energi bergantung pada kegunaan keluaran. Energi panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar cenderung menjadi panas buang yang terbuang jika tidak digunakan untuk pekerjaan yang diinginkan.
Konversi energi dan efisiensinya
Efisiensi konversi energi (η) terkait erat dengan kegunaan berbagai sumber energi. Secara umum, rasio ini berkisar antara 0 dan 1, dengan angka yang mendekati 1 menunjukkan konversi yang lebih efisien. Contohnya adalah bola lampu yang mengubah energi listrik menjadi energi cahaya, tetapi tidak mengubah semua energi listrik menjadi cahaya secara efisien dan sebagian energi hilang sebagai panas.
Perlu dicatat bahwa ada perbedaan antara efisiensi energi dan efektivitas. Efisiensi hanya menggambarkan rasio konversi fisik, sedangkan efektivitas lebih berfokus pada realisasi tugas atau pencapaian tujuan.
Efisiensi konversi kimia
Selama perubahan kimia, perubahan energi bebas Gibbs dapat digunakan untuk mengevaluasi energi minimum yang dibutuhkan atau energi maksimum yang dapat diperoleh. Misalnya, sel bahan bakar ideal dapat menghasilkan energi listrik setara dengan 0,06587 kWh dalam kondisi operasi 25°C, dan proses tersebut memerlukan penghilangan energi panas setara dengan 0,01353 kWh untuk mempertahankan reaksi.
Saat memahami siklus termodinamika, perlu diperhatikan bahwa di bawah kondisi eksperimen yang ditetapkan dan kebutuhan energi masukan, efisiensi energi aktual sering kali tidak dapat sepenuhnya mencapai nilai maksimum teoritis.
Nilai kalor dan efisiensi bahan bakar
Di tempat-tempat seperti Eropa, energi bahan bakar yang tersedia biasanya dihitung menggunakan nilai kalor bawah (LHV). Nilai ini mengasumsikan bahwa uap yang dihasilkan setelah bahan bakar dibakar tidak mengembun, sehingga kalor latennya tidak diperhitungkan. Namun, di Amerika Serikat dan wilayah lain, nilai kalor tinggi (HHV) digunakan, yang mencakup kalor laten, sehingga efisiensi maksimum tidak melebihi 100%. Kompleksitas perhitungan ini, dan perbedaan dalam hasilnya, menggambarkan tantangan nyata efisiensi energi bahan bakar.
Pengukuran efisiensi dalam sistem pencahayaan
Dalam sistem optik, efisiensi konversi energi, yang sering disebut sebagai "efisiensi dinding," adalah rasio energi radiasi keluaran (watt) terhadap total energi listrik masukan. Selain itu, efisiensi cahaya lebih lanjut mempertimbangkan sensitivitas mata manusia terhadap panjang gelombang yang berbeda, dan keduanya tampak sangat berbeda, karena efisiensi colokan dinding hanya menargetkan konversi energi langsung, sedangkan efisiensi cahaya mencerminkan persepsi visual mata manusia. kinerja.
Karena persepsi gelombang cahaya biru dan hijau yang kuat, efisiensi cahaya banyak sistem pencahayaan sering kali lebih besar daripada efisiensi colokan dindingnya, yang menyebabkan kita memikirkan kembali efektivitas peralatan pencahayaan yang sebenarnya.
Beberapa faktor yang memengaruhi konversi energi
Diketahui bahwa banyak faktor yang memengaruhi efisiensi konversi energi, termasuk tetapi tidak terbatas pada desain peralatan dan pemilihan material. Selama setiap proses konversi, energi sering kali hilang sebagai panas atau bentuk kehilangan lainnya, baik dalam cahaya lampu, pendinginan lemari es, atau konversi daya dalam kendaraan.
Kesimpulan
Pembakaran bahan bakar dan pemborosan energi selanjutnya merupakan topik yang sangat penting dalam ilmu energi. Dalam pengembangan teknologi di masa mendatang, kita perlu memanfaatkan energi tersembunyi ini secara lebih efektif dan menemukan cara untuk meningkatkan efisiensi konversi energi. Ketika harga bahan bakar berfluktuasi dan masalah lingkungan muncul, bagaimana kita akan menghadapi tantangan energi di masa mendatang?
