Тепловые двигатели. Принцип действия тепловых двигателей. КПД тепловых двигателей

Большая часть двигателей на Земле - это тепловые двигатели. Устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую энергию, назы­ваютсятепловыми двигателями

Любой тепловой двигатель состоит из трех основных эле­ментов:

1. рабочего тела (это газ), которое совершает работу в двигателе;

2. нагревателя, от которого рабочее тело получает энергию, часть которой затем идет на совершение работы;

3. холодильника, которым является атмосфера или специальные устройства.

Любой тепловой двигатель совершает работу за счет разности количества теплоты, полученного от нагревателя и количества теплоты переданного холодильнику.

Коэффици­ентом полезного действия (КПД) называют отношение работы совершаемой двигателем к количеству теплоты полученному от нагревателя.

КПД идеальной тепловой машины было получено Сади Карно:

КПД реального теплового двигателя не может превышать КПД идеального.

КПД тепловой машины можно повысить двумя способами:

1. Повышением температуры нагревателя.

2. Понижением температуры холодильника (невозможно).

Паровая или газовая турбина, двигатель внут­реннего сгорания, реактивный двигатель работают на базе ископаемого топлива. В процессе работы много­численных тепловых машин возникают тепловые по­тери, которые, в конечном счете, приводят к повыше­нию внутренней энергии атмосферы, т. е. к повыше­нию ее температуры. Это может привести к таянию ледников и катастрофическому повышению уровня Мирового океана, а вместе с тем к глобальному из­менению природных условий. При работе тепловых установок и двигателей в атмосферу выбрасываются вредные для человека, животных и растений оксиды азота, углерода и серы. С вредными последствиями работы тепловых машин можно бороться путем по­вышения КПД, их регулировки и создания новых двигателей, не выбрасывающих вредные вещества с отработанными газами.