Знать
Уметь
2. Формулы:
КПД теплового двигателя;
КПД идеального теплового двигателя (по циклу Карно).
Задачи.
При адиабатном процессе газом была совершена работа 200 Дж. Как и насколько изменилась его внутренняя энергия?
рабочее
тело
Необходимое условие
работы двигателя
Разность давлений по обе
стороны поршня (лопастей)
достигается
повышением температуры
рабочего тела
по сравнению с температурой окружающей среды
Т1 – температура нагревателя
Т2 – температура холодильника
Холодильником является
атмосфера (чаще)
конденсаторы
и принцип действия
холодильник
нагреватель
Q2
невозможно
Невозможно перевести тепло
от более холодной системы к более
горячей при отсутствии других одновременных изменений в системах или окружающих телах
по закону сохранения энергии
Q1 = A + Q2
A = Q1 - Q2
η
КПД ( ) – отношение работы, совершенной двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя
η
=
A
Q1
η
=1-
Q2
Q1
ракетные
воздушно-реактивные
дизельные
На тепловых и атомных
электростанциях
двигатели самолетов
ракет
Двигатели на легковых
и грузовых автомобилях,
мотоциклах,
водном
и железнодорожном
транспорте, в быту
Привод стационарных
силовых установок,
тепловозы, дизелевозы,
тракторы, асфальтовые катки, скреперы
Видеофрагмент работа ДВС
рабочее тело –
идеальный газ
Т1
Т2
η
Т1 – температура
нагревателя
Т2 – температура
холодильника
=
Т1 – Т2
Т1
8
Т1
Т2
0
η
1
Т1
8
(теплостойкость
материала ограничена)
Т2
0
( практически не может быть ниже tокр.среды )
ДОКАЗАНО:
η
реал.
η
идеал
<
Проблема:
Химическое загрязнение
окружающей среды
продуктами сгорания
топлива.
Снижение содержания
кислорода в атмосфере
Пути решения проблем
Строительство очистных сооружений, ограничение
использования соединений тяжелых металлов для топлива,
использование водорода в качестве топлива,
создание электромобилей и.т.д.
2.Газ расширяется самопроизвольно. Может ли происходить
самопроизвольное сжатие газа?
3.Станет ли КПД двигателя равным 100%, если исчезнет трение
между частями двигателя?
4.Как понизить температуру газа перед сжатием, не допуская при
этом теплопередачи?
5. Как влияют тепловые двигатели на окружающую среду?
2 уровень. Тепловой двигатель совершает работу за цикл 100 Дж. Какое количество теплоты получено при этом от нагревателя, если КПД двигателя 20%?
3 уровень. Двигатель получает от нагревателя каждую секунду 7200 Дж теплоты и отдает в холодильник 6400 Дж. Определите КПД.
Решение:
1. Запишем исходную формулу для расчета КПД:
=
Т1-Т2
η
Т1
2. При повышении температуры нагревателя формула примет вид:
=
Т1+ 1 -Т2
η1
Т1 +1
=
Т1-Т2
Т1 +1
+
1
Т1 +1
3. При понижении температуры холодильника будем иметь:
=
η2
Т1
Т1- ( Т2 – 1)
Т1
+
Т1
=
Т1-Т2
1
4. Сравнивая почленно слагаемые в полученных формулах, видим,
что η1< η2 .
Спасибо всем!
Это сайт презентаций, где можно хранить и обмениваться своими презентациями, докладами, проектами, шаблонами в формате PowerPoint с другими пользователями. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами.
Email: Нажмите что бы посмотреть