Фізика підготовка до ЗНО комплексне видання

МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА

 

6. ОСНОВИ ТЕРМОДИНАМІКИ

 

6.4. ТЕПЛОВІ ДВИГУНИ

 

Тепловий двигун — машина, що перетворює внутрішню енергію палива на механічну енергію.

Тепловий двигун має працювати циклічно; після розширення газу настає стиснення.

Три основні частини теплового двигуна (рис. 25, а):

1) нагрівач (T1) —джерело внутрішньої енергії;

2) робоче тіло (газ або пара), що виконує механічну роботу за рахунок внутрішньої енергії, отриманої від нагрівача;

3) холодильник (Т2 < Т1), що забезпечує природний процес передачі тепла від більш нагрітого тіла до більш холодного, чим здійснює компенсацію процесу перетворення теплової енергії на механічну. Холодильником може бути навколишнє середовище (так охолоджується радіатор побутового кондиціонера, радіатор двигуна внутрішнього згоряння).

Цикл Карно — схема ідеальної теплової машини (з найвищим ККД).

Робота газу, що здійснюється, повністю відбувається за рахунок кількості теплоти, відданої нагрівачем. При стисненні газу робота зовнішніх сил повністю перетворюється на теплоту, що віддається холодильнику (рис. 25, б).

 

Рис. 25

 

Термодинамічний (термічний) ККД теплового двигуна:

Теорема Карно. Термічний ККД циклу Карно не залежить від природи робочого тіла і є лише функцією температур нагрівача (Т1) і холодильника (Т2):

ККД реальних теплових машин менший від ККД ідеальної машини. У реальній тепловій машині завжди наявні втрати на нагрівання, механічну роботу в механізмі машини; таким чином, корисна робота є меншою за роботу робочого тіла:

Економічний ККД теплової машини —це відношення корисної роботи двигуна (Акор = Nt) до кількості теплоти, виділеної при згорянні палива:

Деякі види теплових машин:

— парова і газова турбіни;

— парові машини;

— поршневі двигуни внутрішнього згоряння: а) карбюраторні (бензинові); б) дизелі;

— безпоршневі двигуни внутрішнього згоряння (реактивні двигуни).

ККД сучасних дизелів досягає 40 %. Принцип роботи дизельного двигуна: 1-й такт — всмоктується повітря; 2-й такт — відбувається швидке стиснення повітря (отже, його розігрів); 3-й такт — через форсунку вприскується пальне, від високої температури воно самозапалюється. Продукти згоряння, розширюючись, виконують роботу з переміщення поршня; 4-й такт — вихід (вихлоп) продуктів згоряння. Потім процес повторюється (рис. 26).

 

 

Рис. 26






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.