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蒸汽機(jī)為什么不能成為現(xiàn)代的交通工具?

: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2018-07-22

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1769年尼古拉·約瑟夫·居紐首次用他的“蒸汽車(chē)”展示了自動(dòng)的蒸汽車(chē)的可行性。這輛車(chē)可以說(shuō)是第一輛汽車(chē)。這輛車(chē)作為運(yùn)輸工具不太有用，但用來(lái)拖農(nóng)具卻很不錯(cuò)。一直到20世紀(jì)初蒸汽機(jī)汽車(chē)依然可以與其它驅(qū)動(dòng)方式的汽車(chē)抗衡。今天大多數(shù)汽車(chē)是用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的。蒸汽機(jī)汽車(chē)最大的缺點(diǎn)是它至少需要30秒鐘時(shí)間來(lái)獲得足夠的壓力。世界上第一列蒸汽機(jī)火車(chē)是1804年2月21日理查德·特拉維斯克在威,爾,士展示的。現(xiàn)代蒸汽機(jī)的最大的優(yōu)點(diǎn)是它幾乎可以利用所有的燃料將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。不像內(nèi)燃機(jī)那樣對(duì)其燃料很挑剔。此外沒(méi)有蒸汽機(jī)的話原,子,能無(wú)法被使用。原,子,反,應(yīng),堆既不直接產(chǎn)生機(jī)械能，又不直接產(chǎn)生電能，原,子,反,應(yīng),堆實(shí)際上只是加熱水，這個(gè)水被沸騰后的蒸汽通過(guò)蒸汽機(jī)來(lái)轉(zhuǎn)化為有用的功。蒸汽不一定需要通過(guò)燃燒來(lái)產(chǎn)生，比如使用太陽(yáng)能聚熱器也可以產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)蒸汽機(jī)。另一種有類似優(yōu)點(diǎn)的小巧的外燃機(jī)是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。其缺點(diǎn)是它在許多情況下難以運(yùn)行?，F(xiàn)代的混合動(dòng)力汽車(chē)就是為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。尤其在高山上蒸汽機(jī)機(jī)車(chē)的優(yōu)點(diǎn)顯著，因?yàn)樗鼈円部梢栽诒容^低的氣壓下運(yùn)行。當(dāng)南美洲將用柴油-電力機(jī)車(chē)取代它們的蒸汽機(jī)車(chē)后這一點(diǎn)就被發(fā)現(xiàn)了。在高山上他們不得不使用功率比較高的柴油機(jī)車(chē)。在瑞士和奧地利新的齒軌鐵路使用現(xiàn)代的蒸汽機(jī)，這些蒸汽機(jī)只需要一個(gè)人來(lái)運(yùn)行，比起過(guò)去的蒸汽機(jī)它節(jié)省60%的燃料，比起電力機(jī)和柴油機(jī)它輕50%，因此對(duì)齒軌的磨損小得多。在日內(nèi)瓦湖上也有一艘新的蒸汽機(jī)船，它是世界上第一艘遙控的蒸汽機(jī)船。顯然任何純的熱機(jī)的效率無(wú)法超過(guò)卡諾循環(huán)的效率。而卡諾循環(huán)的效率與循環(huán)中的溫差有關(guān)。因此蒸汽機(jī)的蒸汽溫度越高，而其做功后蒸汽溫度越低，它的效率就越高。實(shí)際上一個(gè)將使用后的蒸汽直接排入大氣的蒸汽機(jī)(包括鍋爐)的效率可以達(dá)到5%，加上冷凝器效率可以提高到25%或更好。一個(gè)使用廢氣加熱的發(fā)電站可以達(dá)到30%的效率。首先讓燃?xì)馔苿?dòng)一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)后再進(jìn)入鍋爐的裝置可以達(dá)到60%的效率。熱電聯(lián)產(chǎn)裝置利用余熱供暖，綜合熱效率可達(dá)90%。降級(jí)效率的原因之一是冷凝器的溫度比周?chē)鷾囟雀摺Ｍㄟ^(guò)使用熱交換器使用余熱來(lái)預(yù)熱空氣可以降低這個(gè)損失。蒸汽機(jī)不一定需要蒸汽來(lái)操作，任何高壓氣可以用來(lái)操作蒸汽機(jī)。有時(shí)人們用高壓氣來(lái)操作小的模型來(lái)測(cè)試一個(gè)新型式的可行性。早期的真空蒸汽機(jī)的效率有限，但它們比較安全，因?yàn)樗鼈兊膲毫Ρ容^低，在物質(zhì)發(fā)生損壞的情況下機(jī)器向內(nèi)收縮，而不是向外爆: 回答者：網(wǎng)友

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