Ljudi su naučili kako koristiti toplotu za obavljanje bilo kakvih mehaničkih radova pre nekoliko vekova. Za rad toplotnih motora gotovo je uvijek potrebno gorivo koje sagorijeva i stvara ispušne plinove. Tako dolazi do zagađenja okoline.
Šta je toplotni motor?
Toplinski motori nazivaju se motori i jednostavniji mehanizmi koji koriste toplinsku energiju za obavljanje određenih funkcija. Ovaj pojam je vrlo širok i uključuje mnogo različitih uređaja od parnog kotla za grijanje do dizel motora glavne dizel lokomotive.
Mehanizmi koji na ovaj ili onaj način koriste toplinu okružuju nas svakodnevno. Strogo govoreći, čak i obični hladnjak spada u definiciju toplotnog stroja, jer radi s toplinom. Prebacuje ga iz odjeljka hladnjaka u "radijator" montiran na stražnjem zidu, čime neprimjetno zagrijava zrak u sobi. Međutim, hladnjak ne stvara nikakve emisije, što se ne može reći za većinu ostalih mehanizama grijanja.
Kako radi toplotni stroj?
Princip rada mehanizama koji koriste toplotu je različit. Ali većini njih je zajedničko jedno: sagorijevaju gorivo i stvaraju dim. Sastoji se od neizgorenih čestica goriva, jer 100% sagorijevanje u većini uslova nije moguće.
Suština toplotnog stroja može se lako razumjeti na primjeru parne lokomotive. Ova lokomotiva, koja se više ne nalazi na redovnim željezničkim linijama, temelji se na velikom spremniku za vodu i kaminu. Ugalj se koristi kao gorivo koje sagorijevanjem zagrijava vodu. To se pak počinje pretvarati u paru, gurajući klipove. Sustav klipova i šipki povezan je s kotačima i čini ih rotacijskim. Dakle, parna lokomotiva je toplotni motor i bez topline se ne bi mogla kretati.
Tokom sagorijevanja uglja u lokomotivnoj peći stvara se dim od uglja. Izbacuje se kroz cijev na otvoreno, smještajući se na tijelo parne lokomotive, lišće drveća, zgrade duž željezničke pruge itd.
Negativan uticaj na životnu sredinu
Termalni motori štete okolišu zbog svog ogromnog broja, kao i zbog upotrebe hemijskih goriva. Ranije razmatrana parna lokomotiva teško da bi mogla zagađivati životnu sredinu ako je postoji. Ali flota parnih lokomotiva u zemljama svijeta bila je ogromna i dale su značajan doprinos stvaranju zadimljenih smogova nad velikim gradovima. I to uprkos činjenici da je dim bio najmanja ugljena prašina.
Dim iz modernog transporta ima mnogo „zanimljiviji“ sastav. Dizel gorivo, benzin, petrolej, mazut i drugi naftni derivati su hemikalije koje se dodatno modifikuju tokom sagorevanja, što predstavlja ozbiljnu opasnost po ljudsko zdravlje. Oni takođe imaju izuzetno negativan učinak na divlje životinje. Štaviše, stalne emisije vrućih izduvnih gasova i dima iz industrijskih postrojenja povećavaju efekat staklene bašte koji prijeti globalnom zagrijavanju.
Metode suočavanja sa uticajem toplotnih mašina
Moguće je smanjiti negativan uticaj termičkih mehanizama na životnu sredinu njihovim usavršavanjem i racionalnijom upotrebom. Trenutno se širom svijeta aktivno uvode tehnologije za uštedu energije, što zauzvrat dovodi do smanjenja emisija u atmosferu, čak i tokom proizvodnje električne energije.
Drugi korak je razvoj novih sistema za filtriranje, kao i ponovna upotreba otpadnog dima ili izduvnih gasova. Sistemi zatvorene petlje omogućavaju vam da povećate količinu korisnog rada, istovremeno smanjujući emisiju štetnih materija u atmosferu.
