Лекции.Орг

Поиск:


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»






Дата добавления: 2016-11-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 6042 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов


Читайте также:

Поиск на сайте:

Рекомендуемый контект:




© 2015-2021 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.005 с.