Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Принцип действия тепловых машин. Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей. Экологические проблемы использования тепловых двигателей.




 

Тепловой двигатель – устройство, преобразующее внутреннюю энергию сгоревшего топлива в механическую энергию. Виды тепловых двигателей: 1) двигатели внутреннего сгорания: а) дизельные, б) карбюраторные; 2) паровые двигатели; 3) турбины: а) газовые, б) паровые.

Все названые тепловые двигатели имеют разную конструкцию, но состоят из трех основных частей: нагревателя, рабочего тела и холодильника. Нагреватель обеспечивает поступление теплоты в двигатель. Рабочее тело превращает часть полученной теплоты в механическую работу. Холодильник забирает от рабочего тела часть теплоты.

T1 – температура нагревателя;

T2 –температура холодильника;

Q1 – теплота, полученная

от нагревателя;

Q2 – теплота, отданная

холодильнику;

A' – работа, выполненная

двигателем.

 

Работа любого теплового двигателя состоит из повторяющихся циклических процессов – циклов. Цикл – это такая последовательность термодинамических процессов, в результате которых система возвращается в начальное состояние.

Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины – это отношение совершенной двигателем работы к количеству теплоты, полученному от нагревателя: .

Французский инженер Сади Карно рассмотрел идеальную тепловую машину с идеальным газом в качестве рабочего тела. Он нашел оптимальный идеальный цикл теплового двигателя, состоящий из двух изотермических и двух адиабатических обратимых процессов – цикл Карно. КПД такой тепловой машины с нагревателем при температуре и холодильником при температуре : . Независимо от конструкции, выбора рабочего тела и типа процессов в тепловом двигателе его КПД не может быть больше КПД теплового двигателя, работающего по циклу Карно, и имеющего те же, что и у данного теплового двигателя, температуру нагревателя и холодильника.

КПД тепловых двигателей невысок, поэтому важнейшей технической задачей является его повышение. Тепловые двигатели имеют два существенных недостатка. Во-первых, в большинстве тепловых двигателей используется органическое топливо, добыча которого быстро истощает ресурсы планеты. Во-вторых, в результате сгорания топлива в окружающую среду выбрасывается огромное количество вредных веществ, что создает значительные экологические проблемы.

С изучением вопроса о максимальном КПД тепловых машин связано открытие в 1850 г. немецким физиком Р. Клазиусом второго начала термодинамики: невозможен такой процесс, при котором теплота самопроизвольно переходила бы от более холодных тел к более горячим телам.

 

Физические величины и их единицы измерения:

Наименование величина Обозначение Единица измерения Формула
Относительная молекулярная масса Mr (эм эр) безразмерная величина
Масса одной молекулы (атома) m0 кг  
Масса m кг  
Молярная масса M
Количество вещества ν (ню) моль (моль) ;
Число частиц N (эн) безразмерная величина  
Давление p (пэ) Па (паскаль)  
Концентрация n (эн)
Объём V (вэ)  
Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы Дж (джоуль)  
Температура по шкале Цельсия t °C  
Температура по шкале Кельвина T К (кельвин)
Средняя квадратичная скорость молекул
Поверхностное натяжение σ (сигма)
Абсолютная влажность ρ (ро)
Относительная влажность φ (фи) %
Внутренняя энергия U (у) Дж (джоуль)  
Работа А (а) Дж (джоуль)  
Количество теплоты Q (ку) Дж (джоуль)  

 

Физические постоянные:

Атомная единица массы 1а.е.м.=1,6606∙10-27кг.

Масса молекулы углерода m0c = 1,995∙10-26 кг.

Число Авогадро NA=6,02∙1023моль-1

Постоянная Больцмана k=1,38∙10-23 .

Универсальная газовая постоянная R=8,31

 

Литература:

1. Развина Т. И. и др. Физика для школьника и абитуриента. – Минск: Сэр-Вит, 2009. – 296 с.

2. Жилко В. В. Физика: Учеб. пособие для 11-го кл. общеобразоват. шк. с рус. яз. обучения – Мн.: Нар. асвета, 2002. – 282 с.: ил.

3. Жилко В. В. Физика: Учеб. пособие для 11-го кл. общеобразоват. учреждений с рус. яз. обучения с 12-летним сроком обучения – 2-ое изд., исправленное. – Минск.: Нар. асвета, 2008. – 359 с.: ил.

4. Буров Л. И., Стрельченя В. М. Физика от А до Я. – Мн.: Парадокс, 2000. - 560с.

 

ФИЗИКА. Учебное пособие для учащихся.

Часть 1. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА.

Составитель: Зинковский В. Н. - преподаватель физики УО «Жлобинский ГПТК»





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 8471 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Лаской почти всегда добьешься больше, чем грубой силой. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2346 - | 2206 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.