Презентация, доклад по физике на тему: Основы термодинамики

двигателей и их КПД
Выявить отрицательное воздействие тепловых двигателей на окружающую среду и наметить пути решения этой проблемы

план выступают тепловые процессы и энергетические преобразования

Ядром являются два начала (закона) термодинамики

точки зрения энергетических преобразований.

√ Не рассматривает явления с точки зрения движения молекул.

√ Изучает наиболее общие свойства макроскопических систем, находящихся в равновесном состоянии, и процессы их перехода из одного состояния в другое.

√ Термодинамический метод широко используется в других разделах физики, химии, биологии.

√ Как и любая физическая теория или раздел физики, имеет свои границы применимости.

ко всей Вселенной, слишком сложной и неопределенной физической системе.

внешними объектами посредством передачи энергии и вещества.

ИЗОЛИРОВАННЫЕ

СТАТИЧЕСКИЕ

Не обмениваются с другими системами ни веществом ни энергией

При отсутствие взаимодействия параметры системы остаются неизменными

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

ОТКРЫТАЯ

ЗАКРЫТАЯ

С окружающей средой веществом

не обменивается, но обменивается энергией

Обменивается и энергией

Живой организм

утюг

движения частиц (атомов и молекул) тела и потенциальной энергии их взаимодействия

Обозначение:
U
Единицы измерения:
[Дж]

R)

двухатомного газа.

= 3 для одноатомного газа и i = 5 для двухатомного газа)

самим
телом телом
ΔU ΔU

Теплообмен Q

теплопроводность

конвекция

излучение

совершенной внешними телами над системой, и сообщенного ей количества теплоты Q.
ΔU=A+Q

A*=-A

Q=A*+ Δ U

Количество теплоты Q, переданное системе, расходуется на увеличение её внутренней энергии Δ U и совершение системой работы A* над внешними телами.

(Закон сохранения и превращения энергии в применении к тепловым процессам)

состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе

Количество теплоты, переданное системе, идёт на изменение её внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами

или P) с данной массой газа называются изопроцессами.

ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ

ИЗОХОРНЫЙ

ИЗОБАРНЫЙ

АДИАБАТНЫЙ

T=const

Δ U=0
Q+A=0
Q=-A=A*

0 работа газом не совершается:

P

V

Изохорное нагревание

)

ΔU=A+Q

Q=A*+ Δ U

быстротой процесса: теплообмен не успевает произойти)

Q=0
ΔU=-A*

при любом термодинамическом процессе, численно равна площади под кривой, изображающей изменение состояния газа на диаграмме (р,V).

P

V

V1

V2

P

P

V

Р2

1

2

V1

V2

S

S

Р1

при теплопередаче

холодной системы к более горячей при отсутствии других одновременных изменений в обеих системах или окружающих телах.

Не возможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара.

Не возможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от менее нагретого тела более нагретому.

внутреннюю энергию топлива в механическую.

Виды тепловых двигателей

за счет полученной извне теплоты.

НАГРЕВАТЕЛЬ (Т1)

РАБОЧЕЕ ТЕЛА

ХОЛОДИЛЬНИК (Т2)

Q1

Q2

A*

A*=Q1 – Q2

Виды двигателей:
Паровая и газовая турбины
Карбюраторный двс
Дизель двс
Ракетный двигатель

количество теплоты, полученное от нагревателя

Q2 – количество теплоты, отданное холодильнику

двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя:

некоторое количество теплоты
передаётся холодильнику

При

двигатель не может работать

атмосфере

Решение проблемы:

Вместо горючего использовать сжиженный газ.
Бензин заменить водородом.
Электромобили.
Дизели.
На тепловых электростанциях использовать скрубберы, в которых сера связывается с известью.
Сжигание угля в кипящем слое.

КПД тепловых двигателей

окружающих тел

Будучи раз пущен в ход, совершал бы работу неограниченно долгое время, не заимствуя энергию извне

НЕВОЗМОЖНЫ

Противоречит закону сохранения и превращения энергии

Противоречит второму началу термодинамики

термодинамически не обратимых процессах, протекающих в изолированной системе, возрастает.

По определению А. Эддингтона, возрастание энтропии, определяющей необратимые процессы есть «стрела времени»:чем выше энтропия системы, тем больше временной промежуток прошла система в своей эволюции.

Возрастание энтропии вселенной должно привести к тому, что температура всех тел сравняется т. е. наступит тепловое равновесие и все процессы прекратятся, наступит «тепловая смерть Вселенной». (Выводы второго закона термодинамики не всегда имеют место в природе и его нельзя применить ко всем существующим процессам).

на пять
б) на четыре г) на шесть
Кем была предложена температурная шкала, которой мы пользуемся в повседневной жизни?
а) Кельвином в) Карно
б) Цельсием г) Джоулем
Что изучает термодинамика?
а) тепловые процессы в) звуковые явления
б) движение молекул г) механические явления
Термодинамическая система, которая не взаимодействует с другими системами называется:
а) закрытой в) статической
б) изолированной г) открытой
Процессы, происходящие при постоянной температуре называются:
а) адиабатными в) изобарными
б) изотермическими г) изохорными

изохорном г) изобарном
7. Согласно второму началу термодинамики тепловые процессы:
а) обратимы в) необратимы
б) изолированы г) закрыты
8. Какой двигатель не является тепловым?
а) паровая турбина в) ракетный двигатель
б) водяная турбина г) дизель
9. Энтропия в термодинамически необратимых процессах:
а) возрастает в) не изменяется
б) уменьшатся г) равна нулю
10. Тепловая смерть Вселенной наступит, если:
а) температура всех тел сравняется;
б) температура всех тел станет равной нулю;
в) температура всех тел будет повышаться;
г) температура всех тел будет понижаться.

В.А. Физика 10 класс. – М.: Дрофа, 2006. – 410 с.
Волков В.А. Поурочные разработки по физике. 10 класс. – М: Вако, 2006. – 400 с.
Касаткина И.Л., Ларцева Н.А., Шкиль Т.В. Репетитор по физике. В 2-х томах. Том 1. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1995. – 863 с.
www: fiz.1september.ru