Принципы действия тепловых двигателей. КПД тепловых двигателей. Роль тепловых двигателей в народном хозяйстве и проблемы их использования

Тепловые двигатели – это устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую.

Для того чтобы двигатель совершал работу, необходима разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Во всех тепловых двигателях эта разность давлений достигается за счёт повышения температуры рабочего тела на сотни и тысячи градусов по сравнению с температурой окружающей среды. Такое повышение температуры происходит при сгорании топлива.

Рабочим телом у всех двигателей является газ, который совершает работу при расширении.

Температуру Т₁ называют температурой нагревателя.

По мере совершения работы газ теряет энергию и охлаждается до температуры Т₂, которую называют температурой холодильника.

Холодильником обычно является окружающая среда.

Коэффициентом полезного действия теплового (КПД) называют отношение работы А′, совершаемой двигателем, к количеству теплоты , полученному от нагревателя:

Максимально возможный КПД вычисляют по формуле Карно:

Наибольшее значение имеет использование тепловых двигателей на тепловых электростанциях, где они приводят в движение роторы генераторов.

Также на всех основных видах транспорта преимущественно используются тепловые двигатели.

Все тепловые двигатели при работе выделяют большое количество теплоты и выбрасывают в атмосферу вредные для растений и животных химические соединения. Это ставит серьёзные проблемы охраны окружающей среды.