No processo real de utilização de energia, uma grande quantidade de energia é primeiramente convertida em energia térmica, que é então convertida em energia mecânica, energia elétrica, energia química e energia leve através de motor de calor, termelétrica, reator térmico, radiação blackbody, etc. para reutilização.
De um modo geral, a energia utilizada através da conversão em energia térmica representa mais de 90% da energia total utilizada. É muito importante para o desenvolvimento sustentável da sociedade contemporânea analisar profundamente as formas e características da conversão de energia e fazer uso racional da energia térmica. No processo de conversão de energia, a energia total é conservada, mas a qualidade da energia é diferente.
A diferença de energia na qualidade é essencialmente a diferença do grau de ordem do sistema. Expressa pela entropia, a energia livre pode ser uma medida de qualidade energética. De acordo com a segunda lei da termodinâmica, a qualidade da energia é alta ou baixa, e o processo de transformação é direcional. A energia de saída na conversão de energia geralmente pode ser dividida em energia de alto grau e difícil de usar energia de baixo grau. Em todos os processos de utilização de energia, a geração e perda de energia de baixo grau são inevitáveis. De um modo geral, a energia disponível para a produção é principalmente energia elétrica, trabalho mecânico ou energia térmica, da qual energia elétrica e energia mecânica pertencem à energia de alta qualidade e podem ser completamente convertidas em trabalhos mecânicos. No entanto, a qualidade da energia térmica é baixa, e apenas parte dela pode ser convertida em trabalho mecânico. Por exemplo, na vida real, o calor liberado após a combustão do carvão pode ser usado para ferver água, cozinhar e aquecer; Também pode ser usado para produzir vapor, que pode ser convertido em energia mecânica pelo motor a vapor, ou em energia elétrica pelo gerador de turbina a vapor. A energia elétrica pode ser convertida em energia mecânica, energia leve ou energia interna através de motores elétricos, lâmpadas ou outros aparelhos elétricos.
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