1樓：ygchvddch
理論上確實可以用空氣能進行發電，按照卡諾迴圈與逆卡諾迴圈定律，我們假設高溫熱源的溫度是375K(101.85°C)，低溫熱源的溫度是300K(26.85°C)，那麼迴圈的效律就是1－(300/375)=1/5，也就是說假設有500的熱量在高溫熱源處被熱機吸收，就能獲的100的對外輸出功，有400的熱量在低溫熱源釋放出來，這時我們再放置一台熱幫浦，熱幫浦的吸熱端放在低溫熱源處(溫度300K)，放熱端放在高溫熱源處(溫度375K)，把低溫熱源的熱量抽回高溫熱源，按照熱幫浦逆卡諾迴圈公式，我們可以算出外力對熱幫浦做的功與熱幫浦在低溫熱源處吸收的熱量的比值為375/(375－300)=5，然後你就會發現，如果熱幫浦在低溫熱源處吸收的熱量為416.
66時，外力做的功就是83.34，熱幫浦在高溫熱源處放出的熱量恰好就是500，剛好就是熱機在高溫熱源處吸收熱量的值。可是熱機在完成對外輸出功以後在低溫熱源處釋放的熱量只有400，那多出來的16.
66的熱量從哪來呢?當然就是從低溫熱源周圍的空氣中吸取啦。然後我們再把熱機與熱幫浦連線在一起，你還會發現熱機的對外輸出功是100，熱幫浦消耗的功是83.
34，100－83.34=16.66，也就是說熱機的對外輸出功除了有83.
34被熱幫浦消耗掉了以外，還有16.66的功可以繼續對外輸出，如果把這16.66的功用來連線發電機，發出16.
66的電能。那麼，最終就是這個系統從300K(26.85°C)的低溫熱源處吸收了周圍空氣16.
66的熱量，轉化成為16.66的電能，這就根本是一台開了外掛程式的機器啊！這機器不但能製冷，還能發電！
這要是能實現，我直接就可以跟電網公司簽賣電協議了，直接不用上班也不用出門了，每天都可以吹著冷氣坐在電腦前打LOL，餓了就點外賣，每個月底還能收到電網公司往我銀行卡裡打的錢……這也太快活了吧，神仙般的日子啊……更重要的是，如果這樣的機器真能製造出來，那就不存在能源危機，不存在氣候問題了，全世界90％以上的石油公司都可以關門大吉了……
只是這樣的機器只是理論上可行，實際上能夠符合這台機器要求的熱機和熱幫浦根本就製造不出來，所以說製造出一台能夠把周圍空氣的熱量轉化為電能的機器，只能是想的很美好，實際做不到罷了
2樓：月夢琉璃
消耗1份電能，
使得a內能轉移到b中，OK。
使b新獲取的內能轉移到c中，同時獲得乙份甚至兩份電能，也OK。
問題是c和a不等價，也就是說。
在這個能量轉移過程中，a從方便利用的狀態，變成了不可重複使用的c。
因此永動機失敗。
3樓：不知道的老李
樓上的答主都說的不在點子上。。
熱力學第二定律有乙個決定性前提，是乙個孤立系統。
就算題主的第二部發電效率高達99.99%，那也沒用。
因為有了第一步就不是二類永動機。。
空氣能熱水器，說穿了，就是乙個空調。原理是將外界的熱能，轉移到內部來。其本身就不是乙個孤立系統。。。
換句話說，這個所謂的永動，是在損耗了系統外能量的前提下進行的，本質上就和你直接通電永動差不多，只是多了乙個轉化步驟。
4樓：
先從邏輯層面回答這個問題：
既然你問的是怎麼就違反，也就是說你已經同意了熱二必定成立，我們來複習一下熱二的克勞修斯表述：熱量不能從低溫物體轉移到高溫物體且不引起其他變化。假如乙個迴圈後有多餘的電能，那用這些電能把熱量從低溫吸到高溫，那麼就沒有引起其他變化又把熱量轉移了，這還不違反熱二嘛。
這種回答顯然有點迴圈論證了，那再從物理上回答一下：
第乙個問題：顯然肯定存在這種熱水器，關於能效比的上限，我對熱力學的認識極度膚淺，不過等我回答了第二個問題可以稍微從理論上給一些結論。
第二個問題：上面的任何過程都沒有違反熱力學第二定律，那到底為什麼不能發出額外的電來呢？
我們先不管使用的介質是什麼，總之先假定環境溫度是T1，我們首先我們用了電能W，使得這個介質從T1的環境中吸收了熱量Q1然後把熱量釋放到了溫度為T2的環境中（比如說空氣能熱水器的T2環境就是水啦），這個問題和卡諾迴圈有些不一樣，因為卡諾迴圈的兩個熱源的溫度都是固定的，但我們熱水是會公升溫的，不過也沒有關係，只要是可逆迴圈我們當然可以把它視為卡諾迴圈（卡諾定理），而且簡單的想想，只看加熱和放熱的過程是完全對稱的，那麼把水看成恆溫的熱量池就好。我們就當作熱水把這些溫度儲存起來了就好了（其實空氣能熱水器的過程就是空調的過程，把「房間內」對應到「空氣」，「室外」對應」熱水「），也就是我們用電能W，從空氣中偷走了Q1，釋放了Q2到水裡，這個過程的效率是眾所周知的（逆卡諾迴圈）：
注意現在問題的關鍵來了，能效比是和溫度有關的，特別是和兩種環境的溫度差有關。我們剛剛提到現在我們釋放了Q2到水裡，現在想要讓水釋放這一些能量用於發電，這個過程就更眾所周知了（卡諾迴圈），效率是
如果有， ，兩個效率一相乘就會發現實際上等於1。
題主的誤區在哪呢，第一步的過程吸收的熱量使水公升溫，然後用這些水來發電，你想要水發出多於第一步耗的電的話， 應該要大於 ，如果使用這個迴圈來發電，兩個溫度必然是相等的。其實這個問題把兩個公式一乘就好了....和技術問題完全沒有關係，是由物理決定的。
然後我再來臆測一下空氣能熱水器的能效問題，有
可以看出，空氣和水的溫度越接近，能效比越高，想要提高能效比很簡單，比如說把水加熱到室溫高5度，也就是55.6倍的能效比，然後我們就能洗上25度的熱水澡啦。但是總有人嫌冷，假如我們需要55度的熱水，那麼能效比就變成了9.
37倍，加上一些能量損耗之類的，有3.8倍都屬實不易了。
（然而能效比和此問題毫無關係，因為我剛剛已經說了假設能否成立與能效比無關，這個問題的答案有很多人使用能效比的問題來回答，但是總感覺沒說到點上，因為即使無損耗，能效比也是由溫度決定的。有乙個答主提到能效比最高26.32%，這就是因為你第一步把水公升溫的T2決定了能效比的最高值，你再怎麼技術突破，即使完全沒有損耗也只能26.
32%）
5樓：Nathaniel
我覺得第二步很有問題
如果用可逆熱機進行熱功轉換，假設高溫熱源溫度是水的正常沸點，要達到你說的效率，低溫熱源溫度至多為275K，你說的方法可以比這溫度更低，但是獲得這樣的低溫熱源是要付出代價的，你只考慮了整個過程的部分能量
6樓：慈恩寺柚子
你這個問題我沒有看懂，到底是什麼裝置怎麼樣的工作過程？
空氣能是個什麼神奇的東東？查了下，可以肯定的是概念炒作。其實就是熱能，利用熱幫浦技術（和空調原理類似）提取熱能，這個熱能再轉換成其它能量。
熱力學第二定律，低階能量轉化為高階能量時，有一部分能量是無法轉化的，這個就是熵。
熱能是最低階的能量，溫度越低能量品質越低。假如說有個裝置，要從0℃空氣中提取熱能，然後用此熱能去加熱水到45℃。那麼，需要用熱幫浦壓縮工質到液態，液態工質揮發吸收空氣熱能變為氣態工質，熱能提取後還需要加壓公升溫到比如80℃，80℃氣態工質和水進行換熱，水被加熱到45℃。
能源支出:，三個環節有能源付出，一是工質加壓液化需要壓縮機做工，二是壓縮公升溫，三是空氣能。
能源得到:45℃水的熱能。
能源損耗:不談兩個壓縮裝置的效率問題，空氣熱能傳遞到工質，工質再傳遞到水，至少有兩個換熱裝置，都有一定損耗。
熱力學第二定律是沒法違反的，但是這個裝置的效率真的不能說有多高。雖然空氣能不要錢，但是空氣熱容低，溫度低，他的熱能是低階中的低階，利用價值不大。
7樓：「已登出」
第一步沒問題。截止至目前，第一步輸出的熱水溫度不會超過90℃，應該在80℃左右。
第二步顯然你高估了裝置效率。能用熱水發電，那就是低溫ORC發電機組了。效率在8%左右。絕對到不了30%。
看了題主在另乙個回答下的疑問，大致是認為第二步未來有可能將效率提高到足夠高以實現能量增多。
在沒有回熱和再熱的前提下，理想朗肯迴圈的效率如下所示
朗肯迴圈熱效率=(蒸汽焓-排汽焓)/(蒸汽焓-凝結水焓)
其中排氣焓取決於乏汽溫度。乏汽溫度則受限於凝汽器迴圈水溫度（ORC機組一樣）。
蒸汽焓由介質進汽輪機做功之前的溫度及壓力決定。以火電為例，受限於高溫高壓鋼材的限制，目前最高是超超臨界機組的主蒸汽溫度。以提問者的問題而言，則低於第一步熱幫浦的輸出溫度，也就是不超過90℃。
凝結水焓則遠遠低於蒸汽焓及排氣焓。蒸汽焓及排氣焓包括汽化潛熱，遠遠高於凝結水焓。
即使採用再熱及回熱，對迴圈效率的提公升也是有限的。主蒸汽引數越高，回熱級數越多，也更容易做出再熱。對於低溫orc機組，受限於主蒸汽引數，再熱和回熱都不好實現，所以效率非常低。
這是受物理迴圈決定的。
8樓：任小范
（1）有這樣的熱水器。該過程沒問題。
（2）兩個過程單獨來看，都沒有違反熱力學第二定律。問題在於，你只關注了熱量的「量」，而沒有關注熱量的「質」，即其溫度水平。 如果第一步以能效比3.
8的空氣能熱水器得到的熱水溫度為T1，以其作為熱源驅動發電系統的話，發電系統效率不會超過26.32%，最最理想的情況下是等於26.32%。
你所說的熱效率30%以上的發電系統，其驅動熱源溫度一定是高於T1的。
再有，題目所說的「超低溫熱源發電系統效率至少30%」是不可能的。
建議題主學習一下《工程熱力學》基礎知識，對動力迴圈系統的原理和基本規律有基本的了解以後再進行思考。
9樓：公尺特索龍努羅多
熱傳導發電機，也稱為塞貝克發電器，是運用熱電效應（塞貝克效應）將熱（溫度差）直接轉換成電能的一種裝置。大致上轉換效率約為5-8%。
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