Что такое тепловой двигатель приведите примеры тепловых двигателей

Двигатели

Short Description
Description

Усвоить, что называют тепловым двигателем, какие превращения энергии в нем происходят при работе, что такое КПД, что его значение всегда меньше 100 %. Знать формулу для расчета КПД теплового двигателя.

Развитие техники во многом зависит от умения как можно более полно использовать те запасы внутренней энергии, которые содержаться в топливе. Использовать внутреннюю энергию – значит совершить за счет неё полезную работу, например поднять груз, перевезти вагоны и т. п. А это, в свою очередь, означает, что внутреннюю энергию необходимо превратить в механическую. Как это сделать? Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.

Существует несколько видов тепловых двигателей: 1.

двигатель внутреннего сгорания,

паровая и газовая турбины,

Любой тепловой двигатель превращает в механическую энергию только незначительную часть энергии, которая выделяется топливом. Большая часть энергии топлива не используется полезно, а теряется в окружающем пространстве. Для характеристики экономичности различных двигателей введено понятие коэффициента полезного действия двигателя – КПД. Отношение совершённой полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя, называют коэффициентом полезного действия двигателя

Q1  Q2 η= Q *100% 1

7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.

Вопросы для контроля уровня усвоения УМ Какую роль сыграли тепловые машины в развитии промышленности и транспорта? Приведите примеры. В каких устройствах используются тепловые двигатели? Приведите примеры. На какие два типа подразделяются все тепловые машины? Какую задачу решают тепловые двигатели? Какую задачу решают холодильные установки? Относится ли ружье к тепловому двигателю? Относится ли ружье к ДВС? Какие превращения энергии происходят при выстреле из ружья? Как определить КПД ружья? Почему тепловой двигатель использует лишь некоторую часть той энергии, которая выделяется при сгорании топлива? Какие параметры тепловой машины определяют ее КПД? Сравните КПД паровой машины, ДВС, дизельного двигателя, паровой турбины и реактивной (ракетной) установки. Сделайте вывод. Отражается ли на КПД явление неполного сгорания топлива в ДВС? При каких условиях это происходит? Влияет ли работа на “обедненном” топливе на КПД ДВС?

Проблемы  Почему автомобили на природном газе расходуют его на 100 км пути больше, чем бензина, ведь качество этого топлива гораздо выше?  Почему газовое топливо считается более качественным, чем бензин?  Почему дизельные двигатели имеют больший КПД, чем бензиновые?  От каких физических параметров зависит “сила тяги” дымовой трубы? Проекты  Предложите конструктивные изменения в устройство паровоза, повышающие его КПД.  Почему гоночные машины и экспериментальные самолеты используют в качестве топлива водород? Предложите конструктивные изменения двигателя, который необходимо перевести на “гремучий газ”.

Домашнее задание А) § 21-24 + задание: Подготовить сообщения по темам: предложенным на стр.57 задание №5 или следующие – Из истории создания: — авиационного ДВС. — первого трактора с ДВС. — использование ДВС на железнодорожном транспорте. -применение ДВС на водном транспорте. -Или тему возьмите из карточки № 2

ДВС. КПД тепловых двигателей.

ДВС. КПД тепловых двигателей.

КПД теплового двигателя.

ДВС. КПД тепловых двигателей.

Работа газа и пара при расширении.

1. Приведите примеры превращения внутренней энергии пара в механическую энергию тела.
2. Какие двигатели называют тепловыми?
3. Какие виды тепловых двигателей вам известны?
4. Какие переходы и превращения энергии происходят в них?

ДВС. КПД тепловых двигателей.

Двигатель внутреннего сгорания.

5. Какой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания?
6. По рисунку расскажите, из каких основных частей состоит простейший двигатель внутреннего сгорания.
7. За сколько ходов, или тактов, происходит один рабочий цикл двигателя?

ДВС. КПД тепловых двигателей.

9. Какие процессы происходят в двигателе в течение каждого из четырёх тактов? Как называют эти такты?
10. Какие двигатели внутреннего сгорания чаще всего применяют в автомобилях?
11. Где ещё, кроме автомобилей, применяют двигатели внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания.

ДВС. КПД тепловых двигателей.

1. Какие тепловые двигатели называют паровыми турбинами?
2. В чём отличие в устройстве турбин и поршневых машин?
18. По рисунку расскажите, из каких частей состоит паровая турбина и как она работает.

ДВС. КПД тепловых двигателей.

2. Можно ли человеческий организм отнести к тепловым двигателям?

3. Почему ДВС не используются в подводных лодках при подводном плавании?

1. Можно ли огнестрельное оружие отнести к тепловым двигателям?

ДВС. КПД тепловых двигателей.

Тепловым двигателем называют машину, в котором внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.

. Вся ли тепловая энергия превращается в тепловых двигателях в механическую энергию?

. Любой тепловой двигатель превращает в механическую энергию только часть той энергии, которая выделяется топливом.

Для характеристики экономичности различных двигателей введено понятие
КПД (коэффициент полезного действия) двигателя.

ДВС. КПД тепловых двигателей.

Схема работы теплового двигателя.

ДВС. КПД тепловых двигателей.

Схема работы теплового двигателя.

Q1-количество теплоты, полученное от нагревателя
Q2-количество теплоты, отданное холодильнику
А= Q1-Q2 -работа, совершаемая двигателем.

Нагреватель-топливо;
рабочее тело-газ; холодильник- окружающая среда, части механизма.

ДВС. КПД тепловых двигателей.

Физическая величина, показывающая, какую долю составляет совершаемая двигателем работа от энергии, полученной при сгорании топлива, называется коэффициентом полезного действия теплового двигателя.

ДВС. КПД тепловых двигателей.

КПД теплового двигателя.

ДВС. КПД тепловых двигателей.

Характеристики тепловых двигателей

ДВС:
карбюраторный
дизельный

Турбины:
паровые
газовые

ДВС. КПД тепловых двигателей.

Важнейшая техническая задача:

Повысить КПД тепловых двигателей

Уменьшение трения частей двигателя.

Уменьшение потерь топлива вследствие его неполного сгорания.

ДВС. КПД тепловых двигателей.

Применение тепловых машин и проблемы охраны окружающей среды

При сжигании топлива в тепловых машинах требуется большое количество кислорода. На сгорание разнообразного топлива расходуется от 10 до 25% кислорода, производимого зелёными растениями.

Тепловые машины не только сжигают кислород, но и выбрасывают в атмосферу эквивалентные количества двуокиси углерода (углекислого газа). Сгорание топлива в топках промышленных предприятий и тепловых электростанций почти никогда не бывает полным, поэтому происходит загрязнение воздуха золой, хлопьями сажи. Сейчас во всём мире обычные энергетические установки выбрасывают в атмосферу ежегодно 200 – 250 млн. т золы и около 60 млн. т диоксида серы.

Читать еще:  Makita 6281d характеристики двигателя

Кроме промышленности воздух загрязняет и транспорт, прежде всего автомобильный (жители больших городов задыхаются от выхлопных газов автомобильных двигателей).

ДВС. КПД тепловых двигателей.

1. Один из учеников при решении получил ответ, что КПД теплового двигателя равен 200%. Правильно ли решил ученик задачу?

Качественные задачи:

2. КПД теплового двигателя 45%. Что означает это число?

ДВС. КПД тепловых двигателей.

1.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдаёт холодильнику энергию 800 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя?

2.(самостоятельно)Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1400 Дж, и отдаёт холодильнику энергию 700 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя?

Задачи(решить):

ДВС. КПД тепловых двигателей.

4.(самостоятельно) Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу, равную 0,23МДж и израсходовал 2кг бензина. Вычислить КПД двигателя.

Задачи(решить.)

3. Определить КПД двигателя трактора, которому для выполнения работы 18,9 МДж потребовалось 1,5кг топлива с удельной теплотой сгорания q =42МДж/кг.

ДВС. КПД тепловых двигателей.

Задача для любителей биологии.

В организме человека насчитывается около 600 мышц. Если бы все мышцы человека напряглись, они вызвали бы усилие, равное приблизительно 25 т. считается, что при нормальных условиях работы человек может развивать мощность 70 – 80 Вт, однако возможна моментальная отдача энергии в таких видах спорта, как толкание ядра или прыжки в высоту. Наблюдения показали, что при прыжках в высоту с одновременным отталкиванием обеими ногами некоторые мужчины развивают в течение 0,1 с среднюю мощность около 3700 Вт, а женщины – 2600 Вт.
КПД мышц человека равен 20%. Что это значит? Какую часть энергии мышцы тратят впустую?

КПД теплового двигателя

КПД теплового двигателя.

Просмотр содержимого документа
«КПД теплового двигателя»

КПД теплового двигателя

Работа газа и пара при расширении

1. Приведите примеры превращения внутренней энергии пара в механическую энергию тела.

2. Какие двигатели называют тепловыми?

3. Какие виды тепловых двигателей вам известны?

4. Какие переходы и превращения энергии происходят в них?

Двигатель внутреннего сгорания.

5. Какой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания?

6. Пользуясь рисунком 24,расскажите,из каких основных частей состоит простейший двигатель внутреннего сгорания.

7. Какие физические явления происходят при сгорании горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания?

8. За сколько ходов, или тактов, происходит один рабочий цикл двигателя?

9. Какие процессы происходят в двигателе в течение каждого из четырёх тактов? Как называют эти такты?

10. Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания?

11. Какие двигатели внутреннего сгорания чаще всего применяют в автомобилях?

12. Где ещё, кроме автомобилей, применяют двигатели внутреннего сгорания?

13. Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания?

14. Какие двигатели внутреннего сгорания чаще всего применяют в автомобилях?

15. Где ещё, кроме автомобилей, применяют двигатели внутреннего сгорания?

ПАРОВАЯ ТУРБИНА

16. Какие тепловые двигатели называют паровыми турбинами?

17. В чём отличие в устройстве турбин и поршневых машин?

18. Пользуясь рисунком 26,расскажите, из каких частей состоит паровая турбина и как она работает.

1.. Можно ли огнестрельное оружие отнести к тепловым двигателям?

2. Можно ли человеческий организм отнести к тепловым двигателям?

3. Почему ДВС не используются в подводных лодках при подводном плавании?

Тепловым двигателем называют машину, в котором внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.

Вся ли тепловая энергия превращается в тепловых двигателях в механическую энергию?

Любой тепловой двигатель превращает в механическую энергию только часть той энергии, которая выделяется топливом

Для характеристики экономичности различных двигателей введено понятие

КПД (коэффициент полезного действия) двигателя.

Схема работы теплового двигателя

Q 1 -количество теплоты, полученное от нагревателя

Q 2 -количество теплоты, отданное холодильнику

А= Q 1 Q 2 -работа, совершаемая двигателем

Нагреватель топливо; рабочее тело газ; холодильник окружающая среда, части механизма

 = ( А / Q 1 ) 100%

Физическая величина, показывающая, какую долю составляет совершаемая двигателем работа от энергии, полученной при сгорании топлива, называется коэффициентом полезного действия теплового двигателя

КПД теплового двигателя

= (А / Q 1 ) 100%

= ( Q 1 Q 2 / Q 1 ) 100%

 = А п / А з

 = Q п / Q з

 = N п / N з

 ВСЕГДА!  00%

Характеристики тепловых двигателей

Двигатели

Мощность, кВт

карбюраторный

3 10 5

12 10 5

3 10 7

Важнейшая техническая задача

Повысить КПД тепловых двигателей

Уменьшение трения частей двигателя

Уменьшение потерь топлива вследствие его неполного сгорания

Применение тепловых машин и проблемы охраны окружающей среды

  • При сжигании топлива в тепловых машинах требуется большое количество кислорода. На сгорание разнообразного топлива расходуется от 10 до 25% кислорода, производимого зелёными растениями.
  • Тепловые машины не только сжигают кислород, но и выбрасывают в атмосферу эквивалентные количества двуокиси углерода (углекислого газа). Сгорание топлива в топках промышленных предприятий и тепловых электростанций почти никогда не бывает полным, поэтому происходит загрязнение воздуха золой, хлопьями сажи. Сейчас во всём мире обычные энергетические установки выбрасывают в атмосферу ежегодно 200 – 250 млн. т золы и около 60 млн. т диоксида серы.
  • Кроме промышленности воздух загрязняет и транспорт, прежде всего автомобильный (жители больших городов задыхаются от выхлопных газов автомобильных двигателей).

В разных ситуациях мы вспоминаем замечательные слова Б. Окуджавы, в том числе и при решении экологических проблем:

Возьмемся за руки, друзья!

Возьмемся за руки, друзья!

Чтоб не пропасть поодиночке.

  • Не уничтожать зеленый покров Земли.

2. Посадить и вырастить дерево.

3. Не ездить без нужды в автомобиле, на мотоцикле, мопеде.

4. Охранять лес, родники, речушки.

5. Организовать при школе экологический патруль.

6. Экономить воду, электроэнергию (будут сжигать меньше топлива на электростанциях).

Читать еще:  Jetta 2012 какой двигатель

7. Беречь бумагу, собирать и сдавать макулатуру (сохраните лес).

8. Беречь вещи (на их изготовление идет энергия).

9. Собирать и сдавать вторсырье.

10. Беспощадно бороться с разрушителями природы, кем бы они ни были.

Качественные задачи:

1. Один из учеников при решении получил ответ, что КПД теплового двигателя равен 200%. Правильно ли решил ученик задачу?

2. КПД теплового двигателя 45%. Что означает это число?

Задачи(2-реши сам)

1.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдаёт холодильнику энергию 800 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя?

2.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдаёт холодильнику энергию 700 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя?

Задачи( 2 – реши сам)

1. Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу, равную 0,23МДж и израсходовал 2кг бензина. Вычислить КПД двигателя.

2. Определить КПД двигателя трактора, которому для выполнения работы 18,9 МДж потребовалось 1,5кг топлива с q =42МДж/кг.

Задача для любителей биологии

В организме человека насчитывается около 600 мышц. Если бы все мышцы человека напряглись, они вызвали бы усилие, равное приблизительно 25 т. считается, что при нормальных условиях работы человек может развивать мощность 70 – 80 Вт, однако возможна моментальная отдача энергии в таких видах спорта, как толкание ядра или прыжки в высоту. Наблюдения показали, что при прыжках в высоту с одновременным отталкиванием обеими ногами некоторые мужчины развивают в течение 0,1 с среднюю мощность около 3700 Вт, а женщины – 2600 Вт.

КПД мышц человека равен 20%. Что это значит? Какую часть энергии мышцы тратят впустую?

Принцип действия тепловых двигателей. Коэффициент полезного действия (КПД) тепловых двигателей — Гипермаркет знаний. Принципы действия тепловых двигателей Кпд теплового двигателя равен что означает

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Цель урока: Разъяснить принцип действия теплового двигателя.

Образовательные: познакомить учащихся с видами тепловых двигателей, развивать умение определять КПД тепловых двигателей, раскрыть роль и значение ТД в современной цивилизации; обобщить и расширить знания учащихся по экологическим проблемам.

Развивающие: развивать внимание и речь, совершенствовать навыки работы с презентацией.

Воспитательные: воспитывать у учащихся чувство ответственности перед последующими поколениями, в связи с чем, рассмотреть вопрос о влиянии тепловых двигателей на окружающую среду.

Оборудование: компьютеры для учащихся, компьютер учителя, мультимедийный проектор, тесты (в Excel), Физика 7-11 Библиотека электронных наглядных пособий. “Кирилл и Мефодий”.

Ход урока

1. Оргмомент

2. Организация внимания учащихся

Тема нашего урока: “Тепловые двигатели”. (Слайд 1)

Сегодня мы вспомним виды тепловых двигателей, рассмотрим условия их эффективной работы, поговорим о проблемах связанных с их массовым применением. (Слайд 2)

3. Актуализация опорных знаний

Прежде чем перейти к изучению нового материала предлагаю проверить как вы к этому готовы.

– Дайте формулировку первого закона термодинамики. (Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количество теплоты, переданное системе. U=A+Q)

– Может ли газ нагреться или охладиться без теплообмена с окружающей средой? Как это происходит? (При адиабатических процессах.) (Слайд 3)

– Напишите первый закон термодинамики в следующих случаях: а) теплообмен между телами в калориметре; б) нагрев воды на спиртовке; в) нагрев тела при ударе. (а) А=0 , Q=0, U=0; б) А=0, U= Q; в) Q=0, U=А)

– На рисунке изображен цикл, совершаемый идеальным газом определенной массы. Изобразить этот цикл на графиках р(Т) и Т(р). На каких участках цикла газ выделяет теплоту и на каких – поглощает?

(На участках 3-4 и 2-3 газ выделяет некоторое количество теплоты, а на участках 1-2 и 4-1 теплота поглощается газом.) (Слайд 4)

4. Изучение нового материала

Все физические явления и законы находят применение в повседневной жизни человека. Запасы внутренней энергии в океанах и земной коре можно считать практически неограниченными. Но располагать этими запасами недостаточно. Необходимо за счет энергии уметь приводить в действие устройства, способные совершать работу. (Слайд 5)

Что является источником энергии? (различные виды топлива, энергия ветра, солнца, приливов и отливов)

Существуют различные типы машин, которые реализуют в своей работе превращение одного вида энергии в другой.

Тепловой двигатель – устройство, превращающее внутреннею энергию топлива в механическую энергию. (Слайд 6)

Рассмотрим устройство и принцип работы теплового двигателя. Тепловая машина работает циклично.

Любая тепловая машина состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника. (Слайд 7)

КПД замкнутого цикла (Слайд 8)

Q 1 – количество теплоты полученное от нагревания Q 1 >Q 2

Q 2 – количество теплоты отданное холодильнику Q 2 0.

КПД теплового двигателя будет тем больше, чем выше температура нагревателя, и ниже температура холодильника.

Физика, 10 класс

Урок 25. Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) Понятие теплового двигателя;

2)Устройство и принцип действия теплового двигателя;

3)КПД теплового двигателя;

Глоссарий по теме

Тепловой двигатель – устройство, в котором внутренняя энергия топлива превращается в механическую.

КПД (коэффициент полезного действия) – это отношение полезной работы, совершенной данным двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.

Двигатель внутреннего сгорания – двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя.

Реактивный двигатель – двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.

Цикл Карно – это идеальный круговой процесс, состоящий из двух адиабатных и двух изотермических процессов.

Нагреватель – устройство, от которого рабочее тело получает энергию, часть которой идет на совершение работы.

Холодильник – тело, поглощающее часть энергии рабочего тела (окружающая среда или специальные устройства для охлаждения и конденсации отработанного пара, т.е. конденсаторы).

Рабочее тело — тело, которое расширяясь, совершает работу (им является газ или пар)

Основная и дополнительная литература по теме урока :

Читать еще:  Что такое гидравлические компенсаторы зазоров клапанов двигателя

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 269 – 273.

2. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. -М.: Дрофа,2014. – С. 87 – 88.

Открытые электронные ресурсы по теме урока

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Сказки и мифы разных народов свидетельствуют о том, что люди всегда мечтали быстро перемещаться из одного места в другое или быстро совершать ту или иную работу. Для достижения этой цели нужны были устройства, которые могли бы совершать работу или перемещаться в пространстве. Наблюдая за окружающим миром, изобретатели пришли к выводу, что для облегчения труда и быстрого передвижения нужно использовать энергию других тел, к примеру, воды, ветра и т.д. Можно ли использовать внутреннюю энергию пороха или другого вида топлива для своих целей? Если мы возьмём пробирку, нальём туда воду, закроем её пробкой и будем нагревать. При нагревании вода закипит, и образовавшие пары воды вытолкнут пробку. Пар расширяясь совершает работу. На этом примере мы видим, что внутренняя энергия топлива превратилась в механическую энергию движущейся пробки. При замене пробки поршнем способным перемещаться внутри трубки, а саму трубку цилиндром, то мы получим простейший тепловой двигатель.

Тепловой двигатель – тепловым двигателем называется устройство, в котором внутренняя энергия топлива превращается в механическую.

Вспомним строение простейшего двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндра, внутри которого перемещается поршень. Поршень с помощью шатуна соединяется с коленчатым валом. В верхней части каждого цилиндра имеются два клапана. Один из клапанов называют впускным, а другой – выпускным. Для обеспечения плавности хода поршня на коленчатом вале укреплен тяжелый маховик.

Рабочий цикл ДВС состоит из четырех тактов: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

Во время первого такта открывается впускной клапан, а выпускной клапан остается закрытым. Движущийся вниз поршень засасывает в цилиндр горючую смесь.

Во втором такте оба клапана закрыты. Движущийся вверх поршень сжимает горючую смесь, которая при сжатии нагревается.

В третьем такте, когда поршень оказывается в верхнем положении, смесь поджигается электрической искрой свечи. Воспламенившаяся смесь образует раскаленные газы, давление которых составляет 3 -6 МПа, а температура достигает 1600 -2200 градусов. Сила давления толкает поршень вниз, движение которого передается коленчатому валу с маховиком. Получив сильный толчок маховик будет дальше вращаться по инерции, обеспечивая движение поршня и при последующих тактах. Во время этого такта оба клапана остаются закрытыми.

В четвертом такте открывается выпускной клапан и отработанные газы движущимся поршнем выталкиваются через глушитель (на рисунке не показан) в атмосферу.

Любой тепловой двигатель включает в себя три основных элемента: нагреватель, рабочее тело, холодильник.

Для определения эффективности работы теплового двигателя вводят понятие КПД.

Коэффициентом полезного действия называют отношение полезной работы, совершенной данным двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.

Q 1 – количество теплоты полученное от нагревания

Q 2 – количество теплоты, отданное холодильнику

– работа, совершаемая двигателем за цикл.

Этот КПД является реальным, т.е. как раз эту формулу и используют для характеристики реальных тепловых двигателей.

Зная мощность N и время работы t двигателя работу, совершаемую за цикл можно найти по формуле

Передача неиспользуемой части энергии холодильнику .

В XIX веке в результате работ по теплотехнике французский инженер Сади Карно предложил другой способ определения КПД (через термодинамическую температуру).

Главное значение этой формулы состоит в том, что любая реальная тепловая машина, работающая с нагревателем, имеющим температуру Т 1 , и холодильником с температурой Т 2 , не может иметь КПД, превышающий КПД идеальной тепловой машины. Сади Карно, выясняя при каком замкнутом процессе тепловой двигатель будет иметь максимальный КПД, предложил использовать цикл, состоящий из 2 адиабатных и двух изотермических процессов

Цикл Карно — самый эффективный цикл, имеющий максимальный КПД.

Не существует теплового двигателя, у которого КПД = 100% или 1.

Формула дает теоретический предел для максимального значения КПД тепловых двигателей. Она показывает, что тепловой двигатель тем эффективнее, чем выше температура нагревателя и ниже температура холодильника. Лишь при температуре холодильника, равной абсолютному нулю, η = 1.

Но температура холодильника практически не может быть ниже температуры окружающего воздуха. Повышать температуру нагревателя можно. Однако любой материал (твердое тело) обладает ограниченной теплостойкостью, или жаропрочностью. При нагревании он постепенно утрачивает свои упругие свойства, а при достаточно высокой температуре плавится.

Сейчас основные усилия инженеров направлены на повышение КПД двигателей за счет уменьшения трения их частей, потерь топлива вследствие его неполного сгорания и т. д. Реальные возможности для повышения КПД здесь все еще остаются большими.

Повышение КПД тепловых двигателей и приближение его к максимально возможному — важнейшая техническая задача.

Тепловые двигатели – паровые турбины, устанавливают также на всех АЭС для получения пара высокой температуры. На всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели: на автомобильном – поршневые двигатели внутреннего сгорания; на водном – двигатели внутреннего сгорания и паровые турбины; на железнодорожном – тепловозы с дизельными установками; в авиационном – поршневые, турбореактивные и реактивные двигатели.

Сравним эксплуатационные характеристики тепловых двигателей.

Паровой двигатель – 8%.

Паровая турбина – 40%.

Газовая турбина – 25-30%.

Двигатель внутреннего сгорания – 18-24%.

Дизельный двигатель – 40– 44%.

Реактивный двигатель – 25%.

Широкое использование тепловых двигателей не проходит бесследно для окружающей среды: постепенно уменьшается количество кислорода и увеличивается количество углекислого газа в атмосфере, воздух загрязняется вредными для здоровья человека химическими соединениями. Возникает угроза изменения климата. Поэтому нахождение путей уменьшения загрязнения окружающей среды является сегодня одной из наиболее актуальных научно-технических проблем.

Примеры и разбор решения заданий

1 . Какую среднюю мощность развивает двигатель автомобиля, если при скорости 180 км/ч расход бензина составляет 15 л на 100 км пути, а КПД двигателя 25%?

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector