Слайд 1Муниципальное автономное общеобразовательное
учреждение городского округа Балашиха
"Средняя общеобразовательная школа №26"
Балашиха
2018 г.
Выполнила ученица 10.1 класса:
Герасимова Алиса Александровна
Проверила учитель по физике:
Елькина Галина Владимировна
Презентация на тему:
Тепловые двигатели
Слайд 2Тепловые двигатели
Теплово́й дви́гатель — тепловая машина, превращающая тепло в механическую энергию, использует
зависимость теплового расширения вещества от температуры.
Слайд 3История создания теплового двигателя
1690 – пароатмосферная машина Д.Папена
Который совершал полезную работу
за счёт нагревания и конденсации пара. Это был один из первых паровых котлов. Папен изобрел и впервые применил в конструкции парового котла предохранительный клапан. Конструкцию паровой машины (цилиндр и поршень) Дени Папену подсказал Лейбниц.
Слайд 4То́мас Нью́комен
1705 - пароатмосферная машина Т.Ньюкомена для подъема воды из шахты
Слайд 5Ива́н Ива́нович Ползуно́в
1763-1766 – паровой двигатель.
В апреле 1763 г. Ползунов
демонстрировал работу огнедействующей машины «для заводских нужд»
Слайд 6Джеймс Уатт
1784 – паровой двигатель.
В 1781 г. Джеймс Уатт получил
патент на изобретение второй модели своей машины. В 1782 г. эта замечательная машина, первая универсальная паровая машина «двойного действия», была построена.
Слайд 7Николаус Август О́тто
1865 – двигатель внутреннего сгорания
К 1863 году был
готов первый образец атмосферного газового двигателя с поршнем от авиационного мотора и ручным стартером, работавшим на смеси бензина и воздуха. Двигатель внутреннего сгорания Н.Отто
Слайд 8Карл фон Линде
1871 – холодильная машина
В 1870 и 1871 годах Линде опубликовал
несколько статей в журнале о баварской промышленности и торговле, в которых он описывал свои исследования в области холодильного оборудования. Статьи заинтересовали пивоварню Guinness, которая, с целью упрощения хранения пива, решилась заказать у Линде ряд холодильных установок. Таким образом появились первые холодильные машины Линде. К 1880 году было продано в общей сложности 747 машин. В 1910 году был получен первый процесс на технологию.
Слайд 9Рудо́льф Кристиа́н Карл Ди́зель
1897 – двигатель внутреннего сгорания
1878 – 1888 гг.
Рудольф Дизель работает над созданием двигателя принципиально новой конструкции. В голову ему приходит создание абсорбционного двигателя, работавшего на аммиаке, а в роли топлива должна была выступать специальная пудра, полученная из каменного угля.
Слайд 10Виды тепловых двигателей
1) Двигатель Стирлинга
2) Поршневой двигатель внешнего сгорания
3) Поршневой двигатель
внутреннего сгорания
4) Роторный (турбинный) двигатель внешнего сгорания
5) Роторный (турбинный) двигатель внутреннего сгорания
6) Реактивные и ракетные двигатели
7) Твёрдотельные двигатели
Слайд 11Все тепловые двигатели обладают общим свойством — периодичностью действия (цикличностью), в
результате чего рабочее тело периодически возвращается в исходное состояние.
Принцип действия теплового двигателя рассмотрим на примере поршневого двигателя.
Любой тепловой двигатель состоит из трех основных частей: рабочего тела, нагревателя и холодильника.
Слайд 12Рабочее тело (пар или газ) получает некоторое количество теплоты Q1 от
нагревателя, у которого за счет сгорания топлива поддерживается постоянная высокая температура T1. Это количество теплоты идет на увеличение внутренней энергии газа и совершение им работы A1. В результате газ, расширяясь, переходит из состояния 1 в состояние 2 (линия 1а2), совершая работу A1, равную площади фигуры В1а2С.
Слайд 13Чтобы процесс был циклическим, поршень необходимо вернуть в исходное положение. Если
процесс сжатия провести в обратном порядке (линия 2а1), то работы газа и над газом будут одинаковы и суммарная работа будет равна нулю. Поэтому, чтобы работа сжатия A2 была по абсолютному значению меньше работы расширения, нужно, чтобы каждому значению объема при сжатии соответствовало меньшее давление, чем при расширении (линия 2b1). А это возможно осуществить, только если газ перед сжатием охладить. Для этого рабочее тело приводят в контакт с телом меньшей температуры T2
Слайд 14УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
Три основных элемента любого теплового двигателя:
1.Нагреватель, сообщающий энергию
рабочему телу.
2. Рабочее тело (газ или пар), совершающее работу.
3.Холодильник, поглощающий часть энергии от рабочего тела.
Слайд 15ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
Принцип действия теплового двигателя основан на свойстве газа
или пара при расширении совершать работу.
В процессе работы теплового двигателя периодически повторяются расширения и сжатия газа.
Расширения газа происходят самопроизвольно, а сжатия под действием внешней силы.
Слайд 16Как работает тепловой двигатель?
Слайд 17КПД ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
Коэффициент полезного действия теплового двигателя
(КПД) – отношение
работы, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты, полученной от нагревателя.
Слайд 19Карно Никола Леонард Сади (1796-1832 г.)- французский физик и инженер. Свои
исследования он изложил в сочинении «Pазмышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». Он предложил идеальную тепловую машину.
Слайд 20Цикл 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
Слайд 21«Тепловые двигатели наоборот»
«Тепловые двигатели наоборот» это : холодильник, кондиционер и тепловой
насос.
В них происходит передача тепла от более холодного к более нагретому, что требует совершения работы.
Работу производит электродвигатель, подключенный к источнику тока.
Рабочее тело
Q₁
A
Q₂=Q₁+A
Слайд 22Тепловые двигатели в народном хозяйстве
Тепловые двигатели – необходимый атрибут современной цивилизации.
С
их помощью вырабатывается около 80 % электроэнергии.
Без тепловых двигателей (ДД, ДВС) невозможно представить современный транспорт.
Паротурбинные двигатели применяются на водном транспорте.
Газотурбинные - в авиации.
Ракетные двигатели используются в ракетно – космической технике.
Слайд 23ДВС и его влияние на окружающую среду
Схема двигателя внутреннего сгорания.
1.- камера
сгорания;
2- поршень;
3- кривошипно – шатунный механизм;
4 – радиатор в системе охлаждения;
5 – вентилятор
6 – система выпуска газов.
Слайд 24Распределение энергии топлива при движении автомобиля
80 % - бесполезные потери
20 %
- полезно затраченная энергия:
3 % - освещение
4 % - преодоление сопротивления
4 % - работа силы трения колес
9 % - движение автомобиля
Слайд 26
Автотранспорт Республики Хакасия
Слайд 27Соотношение автотранспорта Республики Хакасия
Слайд 28Объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта по Республике Хакасия