2020-10-09
141
| Группа | ЭЛ-12 | ||||
| Дисциплина | Физика | ||||
| Преподаватель | Лебедев Ю. А. | ||||
| Дата проведения занятия по расписанию | 24.09.2020 | ||||
| Адрес электронной почты для отправки выполненного задания | y_lebedev@mail.ru | ||||
| Срок сдачи на проверку/срок изучения | 28.09.2020 | ||||
| Тема занятия | Тепловые двигатели и охрана окружающей среды. Необратимость тепловых процессов. КПД тепловых двигателей. | ||||
| Цель занятия | Изучение общих принципов работы тепловых двигателей. | ||||
| Задание: 1. Изучить теоретический материал: Тепловые двигатели и охрана окружающей среды Тепловым двигателем называется устройство преобразующее энергию сжигаемого топлива в механическую работу. Паровые машины используют энергию пара при сжигании дров, угля. Двигатель Стирлинга использует энергию теплого воздуха при сжигании дров, угля, природного газа. Эти двигатели относятся к двигателям внешнего сгорания. В них топливо сжигается в отдельно от механизма двигателя.
Двигатели внутреннего сгорания: с зажиганием и дизельный.
В бензиновом двигателе смесь возгорается свечой зажигания. В дизельном двигателе топливо впрыскивается в сжатый воздух цилиндра и самовозгорается.
В роторных двигателях вместо поршня используется ротор. При этом отсутствует возвратно-поступательное движение поршня (так как его нет). Вместо этого вращается ротор. Бывают роторно-поршневые и роторно-лопастные двигатели.
Газотурбинные, реактивные, турбореактивные двигатели, паровые турбины.
Коэффициент полезного действия (КПД) – отношение совершенной двигателем работы к выделившейся теплоте сгоревшего топлива.
η (эта) – КПД, A – работа двигателя, Q – теплота сгорании топлива. По закону сохранения энергии работа берется из поступившей теплоты, поэтому не может ее превысить (A<Q). Это значит, что КПД теплового двигателя не может быть больше 1 или 100%. Схема тепловой машины Любая тепловая машина часть энергии сгоревшего топлива Q1 выбрасывает в окружающую среду Q2. Чем меньше этой энергии, тем больше ее превращается в работу, тем выше КПД. A=Q1- Q2
Q1 – поступившая теплота от сгорания топлива, Q2 – выброшенная теплота в окружающую среду. II закон термодинамики. Невозможно превратить всю теплоту, полученную газом в механическую работу. Теплота сгорания топлива определяется по формуле:
где q - удельная теплота сгорания топлива, измеряется в Дж/кг, m – масса топлива. Максимальный КПД Максимально возможный КПД теплового двигателя определяется температурой сгорания топлива (температурой нагревателя) T1 и температурой окружающей среды (температурой холодильника) T2
Температура берётся в кельвинах – К. Тк=t°C+273. Типичные КПД тепловых машин: Паровая машина ≈ 5-15% Бензиновый двигатель:
Дизельный двигатель ≈ 30-45% Паровая турбина ≈ 60-95% 2. Подготовиться к решению задач в классе.
| |||||
