Lämpö ja energian tuotto

(Sähkö)energian tuotanto lämmön avulla

(kirjan s.125, uusi painos s.132)

Lähde: BBC Bitesize: Generation of electricity

  1. Kemiallinen energia muuttuu lämmöksi höyrykattilassa (palaminen)
  2. korkeapaineinen höyry pyörittää turbiinia -> generaattori tuottaa sähköä
  3. (liike-energiansa menettänyt) matalapaineinen höyry lauhdutetaan lauhduttimessa
  4. nesteeksi jäähtynyt vesi pumpataan uudestaan kiertoon
  • Turbiini

  • Ydinvoimala toimii periaatteessa ihan samalla tavalla: uraaniytimien hajoamisessa syntyvä lämpö höyrystää vettä!

Lämpöarvo ja hyötysuhde

6. Lämpö energiamuotona

Lämpöarvo

  • Lämpöarvo kertoo kuinka paljon (lämpö)energiaa vapautuu kun 1 kg ainetta poltetaan
  • esim.
    • vety 119 MJ/kg
    • öljy 43 MJ/kg
    • puu 19 MJ/kg

    • Ydinvoimalassa uraanin hajoaminen tuottaa energiaa n. 24 000 000 kWh eli 86 400 000 MJ/kg
      • eli uraani tuottaa painoon verrattuna n. 2 miljoonaa kertaa enemmän lämpöä kuin öljyn polttaminen

Hyötysuhde

  • kertoo kuinka monta prosenttia polttoaineen energiasta saadaan hyötykäyttöön (esim. sähköksi)
  • Aina alle sata prosenttia! (käytännössä)

  • Wikipedia: "Nykyisin primäärienergiasta saadaan hyödyksi sähkönä korkeintaan alle 50% ja lämpöä tuotettaessa yli 90%. Sähkön ja lämmön yhteistuotannossa sähköä saadaan yleensä alle 40% ja lämpöä noin 50% eli yhteensä jopa yli 90%."

  • Moderninkin ydinvoimalan hyötysuhde on vain n. 40% (Turun Sanomat)

Entropia

  • on epäjärjestyksen mitta
  • Kaikki tapahtumat kulkevat itsestään kohti suurempaa epäjärjestystä eli entropia kasvaa
  • Entropian pienentäminen vaatii energiaa (esim. huoneen siivoaminen)