La razón que usted necesita para volcar el calor es debido a que los motores, por su definición, operan en un ciclo. Que volver a una configuración anterior antes de continuar. Así que la solución de utilizar un número ilimitado de disparo de los dispositivos es teóricamente posible. No sería llamado un motor. También no ser práctico. Uno puede, sin embargo, consideran que el mismo big bang a ser el último de un disparo en el dispositivo!
Los motores también quiere este ciclo para ir en una dirección, por lo que debemos ingeniero de ellos para hacerlo. En teoría, uno podría tener un dispositivo que simplemente va en cualquier dirección sin dumping de calor. Hemos construido dispositivos -- las pequeñas turbinas que operan a escala molecular, donde molecular aleatorio movimiento hace que las cosas a golpe de una manera o de otra. Sin embargo, no podemos hacer que ellos hagan el trabajo (intentamos). Para conseguir trabajo fuera de ellos, necesitamos saber de qué manera todo el ciclo.
Para que esto suceda, nos centramos en dos de equilibrio, en lugar de uno. Un equilibrio es máxima entropía, como en la mayor expansión de un pistón. Una vez allí, se debe reiniciar la máquina, la orientación de un segundo en equilibrio (como con un pistón en su mayoría comprimido). Como hacemos esto, tenemos que volcar el calor ya que esta segunda equilibrio no es el más alto de la entropía del estado, con todo ese calor en el sistema. Tenemos que deshacernos de el calor antes de que esta segunda equilibrio es alcanzado.
Ahora se le permite utilizar el calor para conducir otro motor. Esto se llama un multi-etapa de motor y se utilizan en muchas plantas de energía. Se puede ser más eficiente que una sola etapa de motor. Sin embargo, las leyes de la termodinámica proporcionar un límite duro en lo eficiente que puede ser, no importa cómo muchas de las etapas que uso. La resultante límite en la eficiencia se define por el Teorema de Carnot, y depende de la temperatura de la fuente caliente y la fría del fregadero. (Nota: sólo los motores de calor tiene este límite. Otros dispositivos, como las celdas de combustible, no funcionan como un motor de calor, por lo que se puede lograr mayor eficiencia)
El último ejemplo de esto es un Matiroshka Cerebro. Esta es una fantástica megastructure envuelto alrededor de una estrella para conseguir tanto trabajo útil de la fusión del motor como sea posible. Se trata de un enorme motor de calor que tiene un impacto enormemente gran número de etapas (miles de millones), donde el calor residual de cada etapa es la fuente de calor para la siguiente etapa. El resultado, en teoría, podría acercarse a la final ideal de calor del motor.
Para una Matrioshka Cerebro alrededor de nuestra estrella (el sol), podemos calcular su eficiencia. El sol es aproximadamente de 5800K en su superficie, por lo que nuestra temperatura caliente. Nuestra baja es la temperatura de la radiación de fondo de espacio vacío, que es un poderoso frígida de 2,725. Conectando en Carnot de la ecuación, $\eta_{max}=1-\frac{T_C}{T_H}$, obtenemos una eficiencia máxima del 99.95%. Estos cerebros pueden ser muy eficiente, pero nunca se puede evitar la lenta marcha de la entropía!
