Тепловые двигатели

1.

2.

3. Актуализация знаний

1. Как определяются изменения внутренней энергии
согласно первому закону термодинамики?
2. На что расходуется количество теплоты?
3. Сформулируйте первый закон термодинамики для
изопроцессов. Назовите процессы.

4. Изложение нового материала

• Развитие техники зависит от умения
использовать громадные запасы
внутренней энергии. Использовать эту
энергию- это значит совершать за счет
ее полезную работу работу.Рассмотрим
источники, которые совершают работу
за счет внутренней энергии.

5.

6.

ЭОЛИПИЛ
– первая паровая машина I – II вв. н.э
H2 O
Q
Создатель – Герон Александрийский

7.

Нагреватель
Передает количество
теплоты Q1 рабочему телу
Q1
Совершает работу
рабочее
тело
Q2
холодильник
A Q1 Q 2
Потребляет часть полученного
количества теплоты Q2

8. КПД замкнутого цикла

A
Q
Q1 Q2
100%
Q1
Коэффициент полезного действия теплового двигателя (КПД) – отношение
работы, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты, полученной
от нагревателя.
Q1 – количество теплоты полученное от нагревания
Q1>Q2
Q2 - количество теплоты отданное холодильнику
Q 2<Q 1
A’ = Q 1- |Q 2| - работа совершаемая двигателем за цикл
η<1

9. КПД тепловых двигателей

10. Цикл C. Карно

max
T1 T2
100%
T1
T1 – температура нагревания
Т2 – температура холодильника

11. Цикл Карно – самый эффективный цикл, имеющий максимальный КПД.

1 – 2 - изотермическое расширение.
А₁₂ = Q₁
2 – 3 – адиабатное расширение
А ₂₃ = - ∆U₂₃
3 – 4 - изотермическое сжатие
A₃₄= A сж = Q₂
4 – 1 – адиабатное сжатие
A₄₁= ∆U₄₁

12.

нагреватель
Сообщает энергию рабочему телу
А` = Q1 - |Q2 |
газ
Совершает работу
холодильник
Поглощает часть энергии
от рабочего тела

13. КПД замкнутого цикла

Q1 Q2
100%
Q1
Q1 – количество теплоты полученное от нагревания
Q1>Q2
Q2 - количество теплоты отданное холодильнику
Q 2<Q 1
A’ = Q 1- |Q 2| - работа совершаемая двигателем за цикл
η<1

14. Проверь себя

15.

1. Какие устройства относятся к тепловым двигателям:
а) превращающие тепловую энергию в механическую;
б) электрическую энергию в тепловую;
в) внутреннюю энергию в тепловую)
2.Какой элемент теплового двигателя совершает работу:
а) холодильник;
б) газ или пар;
в) нагреватель;
3. Какие условия необходимы для циклического получения
механической работы в тепловом двигателе:
а) наличие нагревателя и холодильника;
б) наличие рабочего тела и холодильника;
в) наличие нагревателя и рабочего тела

16.

4. КПД теплового двигателя всегда :
а) больше1;
б) равен 1;
в) меньше 1.
5. При каком замкнутом процессе тепловой двигатель
имеет максимальный КПД:
а) состоящий из двух изотерм и двух изобар:
б) состоящий из двух изохор и двух изобар:
в) состоящий из двух изотерм и двух адиабат.

17.

18.

ВПУСК
СЖАТИЕ
РАБОЧИЙ
ХОД
ВЫПУСК
40%
ПОТЕРИ С ОХЛАЖДАЮЩЕЙ
ВОДОЙ
25%
ПОЛЕЗНАЯ РАБОТА
10%
25%
ПОТЕРИ НА ТРЕНИЕ
ПОТЕРИ ПРИ ВЫХЛОПЕ

19.

20.

Вид транспорта
Вид двигателя
автомобильный
ДВС(карбюраторный,
дизельный)
железнодорожный
Дизельный, электрический
водный
ДВС, паровая турбина
воздушный
Поршневой, реактивный,
турбореактивный

21.

22.

23.

24.

25.

26. КПД тепловых двигателей

27. КПД тепловых двигателей

28. КПД тепловых двигателей

29. КПД тепловых двигателей

30. КПД тепловых двигателей

31. Возможен ли КПД – 100%?

Теоретически КПД=100%, если Т2=0.
Абсолютный 0 – недостижим.

32.

33.

Загрязнение окружающей среды
тепловыми двигателями.
Загрязнение атмосферы
Загрязнение
атмосферы
выхлопными
газами
(кислотные
дожди)
Углекислый
газ
усиливает
«парниковый
эффект»
Загрязнение
почвы
Загрязнение
почвы
вредными
соединениям
и свинца и
углеводородо
в
Загрязнение
почвы
резиновой
пылью
от шин.
Шумовое загрязнение
Отведение все
новых
площадей под
автомагистрали,
гаражи и
стоянки,
заправочные
станции и
мастерские.
Шум
двигателя,
шум колес

34.

Раньше природа устрашала
человека, а теперь человек
устрашает природу…
1 тонна бензина выделяет 500-800 кг
вредных веществ. В атмосферу ежегодно
выбрасывается 5 млрд. тонн СО2. В
состав выхлопных газов входит 1200
компонентов, в том числе оксиды
углерода, азота, свинца и т. п.

35. Повышение КПД теплового двигателя и охрана окружающей среды.

36.

Поиск
альтернативных
источников
энергии.
• Поиск заменителей бензина и дизельного
топлива.
• Установка нейтрализаторов.
Реконструкция
двигателя
автомобиля,
контроль его
состояния.
• Реконструкция двигателя.
• Контроль за состоянием автомобиля,
регулировка двигателя.
• Правильное вождение
Шумозащитные
ограждения.
• Установка в оконные стекла третьего стекла
• Строительство шумозащитных стенок.
• Вынос автомагистралей за пределы городов
и поселков.

37.

Составьте конспект