Презентация, доклад по физике на тему Коэффициент полезного действия (КПД) тепловых двигателей (10 класс)

Содержание

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

Слайд 1

Тема: Коэффициент полезного действия (КПД) тепловых двигателей





Тема: Коэффициент полезного действия (КПД) тепловых двигателей

Слайд 2Развитие техники зависит от умения использовать громадные запасы внутренней энергии. Использовать

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

Слайд 3Тепловой двигатель - устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию


Тепловой двигатель - устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию

Слайд 4Вся 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.



Вся ли тепловая энергия превращается в тепловых двигателях в механическую энергию?Любой тепловой двигатель превращает в механическую энергию

Слайд 5Основные части теплового двигателя


Нагреватель
рабочее
тело
холодильник

Передает количество теплоты Q1 рабочему телу
Q1
Q2
Совершает

работу:

Потребляет часть полученного количества теплоты Q2


Основные части теплового двигателя Нагреватель рабочеетелохолодильникПередает количество теплоты Q1 рабочему телуQ1Q2Совершает работу: Потребляет часть полученного количества теплоты

Слайд 6КПД замкнутого цикла


Q1 – количество теплоты полученное от нагревания Q1>Q2

Q2 -

количество теплоты отданное холодильнику
Q 2

A’ = Q 1- |Q 2| - работа совершаемая двигателем за цикл η < 1





КПД замкнутого циклаQ1 – количество теплоты полученное от нагревания Q1>Q2Q2 -  количество теплоты отданное холодильникуQ 2

Слайд 7Цикл C. Карно

T1 – температура нагревания

Т2 – температура холодильника


Цикл C. КарноT1 – температура нагреванияТ2 – температура холодильника

Слайд 8
Паровой
двигатель


Паровая
турбина

Двигатель
внутреннего
сгорания

Дизельный
двигатель

Газовая
турбина

Реактивный
двигатель

Виды тепловых двигателей

ПаровойдвигательПароваятурбинаДвигательвнутреннегосгоранияДизельныйдвигательГазоваятурбинаРеактивныйдвигательВиды тепловых двигателей

Слайд 9Характеристики тепловых двигателей

Характеристики тепловых двигателей

Слайд 10КПД теплового двигателя


η = (А / Q1 ) 100%
η =

А п/ Аз

η = А п/ Аз

η = А п/ Аз

ηη = ( Q1-Q2 / Q1 ) 100%


η< 1 ВСЕГДА! η< 100%

Почему?

КПД теплового двигателяη =  (А / Q1 ) 100%η = А п/ Аз  η =

Слайд 11Один из учеников при решении получил ответ, что КПД теплового двигателя

равен 200%. Правильно ли решил ученик задачу?
КПД теплового двигателя 45%. Что означает это число?

Качественные задачи:

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

Слайд 12Нет. КПД теплового двигателя не может быть равен 200%, т. к.

он всегда η< 100%.
КПД теплового двигателя 45% означает, что только 45% от теплоты, переданной рабочему телу (газу), идет на совершение полезной работы.

Ответы:

Нет. КПД теплового двигателя не может быть равен 200%, т. к. он всегда η< 100%.КПД теплового двигателя

Слайд 131.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж,

и отдаёт холодильнику энергию 800 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя?

Задачи:

1.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдаёт холодильнику энергию 800 Дж.

Слайд 141.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж,

и отдаёт холодильнику энергию 800 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя?

Решение:

= ( Q1-Q2 / Q1 ) 100%= ( 1000-800 / 1000) 100%

= 20%

1.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдаёт холодильнику энергию 800 Дж.

Слайд 15Задачи:
Задача 2. В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура холодильника вдвое

меньше температуры нагревателя. Если, не меняя температуры нагревателя, температуру холодильника понизить второе, то во сколько раз увеличится КПД двигателя?
Задачи: Задача 2. В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура холодильника вдвое меньше температуры нагревателя. Если, не меняя

Слайд 16
Дано:
 
Решение:
КПД идеального теплового двигателя:
 
 
 
Тогда
 
 
Искомое отношение:
 
 
 
 
Ответ: КПД двигателя увеличится в 1,7

раза.
Дано: Решение:КПД идеального теплового двигателя:   Тогда  Искомое отношение:    Ответ: КПД двигателя увеличится в 1,7 раза.

Слайд 17Задача 3. В цилиндре двигателя автомобиля при сгорании топлива образуются газы,

температура которых 1000 К, температура отработанных газов 373 К. Определить путь, пройденный автомобилем, имеющим в баке 40 л топлива, удельная теплота сгорания которого 3,2 ∙ 1010 Дж/м3. Сила сопротивления движению автомобиля 1,7 ∙ 103 Н. Двигатель считать идеальным.
Задача 3. В цилиндре двигателя автомобиля при сгорании топлива образуются газы, температура которых 1000 К, температура отработанных

Слайд 18Дано:
 
Решение:
 
 
 
 
 
Полезная работа двигателя:
 
 
Количество теплоты, полученное двигателем:
 
КПД теплового двигателя:
 
 
КПД идеального теплового двигателя:
 

Дано: Решение:     Полезная работа двигателя:  Количество теплоты, полученное двигателем: КПД теплового двигателя:  КПД идеального теплового двигателя: 

Слайд 19Дано:
 
Ответ: автомобиль проехал 472 км.
 
 
 
 
 
 
Тогда
 
 
Решение:
 

Дано: Ответ: автомобиль проехал 472 км.      Тогда  Решение: 

Слайд 20Задача 4. В калориметр, содержащий 0,5 кг воды и 0,1 кг

льда при температуре 273 К, поместили электрический нагреватель при такой же температуре. Общая теплоемкость калориметра и нагревателя 100 Дж/К. Сколько времени необходимо пропускать ток через нагреватель, чтобы вода в калориметре нагрелась до 373 К и 0,2 кг ее обратились в пар? Нагреватель потребляет мощность 500 Вт, а КПД — 90%.
Задача 4. В калориметр, содержащий 0,5 кг воды и 0,1 кг льда при температуре 273 К, поместили

Слайд 21 
 
 
 
 
КПД установки:
 
 
 
 
Количество теплоты, выделяемое нагревателем:
 
нагревания воды:
 
Количество теплоты для:
 
плавления льда:
парообразования:
 
нагревания калориметра и

нагревателя:

Дано:

Решение:

 

     КПД установки:    Количество теплоты, выделяемое нагревателем: нагревания воды: Количество теплоты для: плавления льда:парообразования: нагревания калориметра и нагревателя:Дано:Решение: 

Слайд 22Дано:
 
 
 
 
 
КПД установки:
Решение:
 
 
 
 
Тогда
 
 
 
 
 

Дано:     КПД установки:Решение:    Тогда     

Слайд 23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ответ: ток необходимо пропускать 27,6 мин.
 
Решение:
Дано:

            Ответ: ток необходимо пропускать 27,6 мин. Решение:Дано:

Слайд 24Задача 5. Абсолютная температура нагревателя идеального теплового двигателя в 3 раза

выше температуры холодильника. Если за один цикл двигатель поднимает поршень массой 5 кг на высоту 20 м и сжимает при этом пружину жесткостью
625 кН/м на 8 см, то какое количество теплоты получает рабочее тело от нагревателя за один цикл?
Задача 5. Абсолютная температура нагревателя идеального теплового двигателя в 3 раза выше температуры холодильника. Если за один

Слайд 25Дано:
 
 
 
 
Решение:
 
 
 
 

Дано:    Решение:    

Слайд 26Задача 5. Кожух станкового пулемета наполнен 4 кг воды при температуре

0 оС. Скорость стрельбы 10 выстрелов в секунду. Заряд пороха в патроне 3,2 г. За какое время выкипит половина воды в кожухе при непрерывной стрельбе? Считать, что на нагревание ствола идет 30% теплоты, выделенной при сгорании топлива. Какова начальная скорость пули, если ее масса 9,6 г, а КПД пулемета 20%?
Задача 5. Кожух станкового пулемета наполнен 4 кг воды при температуре 0 оС. Скорость стрельбы 10 выстрелов

Слайд 27Дано:
 
 
 
Решение:
 
 
 
 
СИ
 
 
 
 
 
 
 
 
КПД процесса при теплообмене с учетом ЗСЭ:
 
 
 
 
Изменение внутренней энергии сгораемого топлива:
Кол-во

теплоты, выделяемое при сгорании топлива:
Дано:   Решение:    СИ        КПД процесса при теплообмене с учетом ЗСЭ:    Изменение внутренней энергии сгораемого топлива:Кол-во теплоты, выделяемое при сгорании топлива:

Слайд 28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Кол-во теплоты, полученное водой:
 
Закон сохранения и превращения энергии:
 
 
 
 
Изменение внутренней энергии сгораемого

топлива:

Дано:

СИ

Решение:

            Кол-во теплоты, полученное водой: Закон сохранения и превращения энергии:    Изменение внутренней энергии сгораемого топлива:Дано:СИРешение:

Слайд 29Дано:
 
 
 
Решение:
 
Время, за которое выкипит половина воды:
 
 
 
СИ
 
 
 
 
 
 
Работа расширения пороховых газов:
 
 
КПД пулемета:
 
 
 
 

Дано:   Решение: Время, за которое выкипит половина воды:   СИ      Работа расширения пороховых газов:  КПД пулемета:    

Слайд 30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Дано:
СИ
Решение:

                   Дано:СИРешение:

Слайд 31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Дано:
СИ
Решение:

                 Дано:СИРешение:

Слайд 32
Спасибо за внимание!

Спасибо за внимание!

Что такое shareslide.ru?

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.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть