Работа любой тепловой машины состоит из круговых или циклических процессов (циклов). Циклический или круговой процесс – последовательность термодинамических процессов, в конечном результате которых система возвращается в свое начальное (исходное положение). Графически циклический процесс изображается так:
Каждый тепловой двигатель, вследствие приобретения тепловой энергии, будет совершать работу. А вот показатель, насколько эффективно полученная энергия используется в процессе совершения работы рабочим телом, называется – коэффициентом полезного действия. Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины – это отношение совершенной работы (А) рабочим телом к количеству тепла (∆Q1), полученного от нагревателя:
 |
η – эта, безразмерная физическая величина, являющаяся единицей измерения КПД тепловой машины в системе СИ. Все значения этой величины лежат в интервале от 0 до 1.
КПД характеризует степень преобразования внутренней энергии вещества в механическую. Задача теплоэнергетики состоит в том, чтобы сделать КПД более высоким, т.е. использовать для получения работы, как можно большую часть теплоты, полученной от нагревателя. Впервые, наиболее идеальный циклический процесс, состоящий из изотерм и адиабат, был предложен французским физиком и инженером Карно Николой Леонардом Сади (1796 – 1832) в 1824 году. Примером цикла Карно является теплоизолированный баллон с газом.
Машина
работает на идеальном газе
1. На участке (a – b) при тепловом контакте с нагревателем газ расширяется изотермически.
2. На участке (b –c) газ расширяется адиабатно.
После контакта с холодильником
3. На участке (с – d) изотермическое сжатие.
4. На участке (d – a) адиабатное сжатие.
В связи с этим Карно выдвинул теорему: КПД теплового двигателя ηк, работающего по циклу Карно, не зависит от свойств рабочего тела и конструкции двигателя, а определяется только температурами нагревателя Т1 и холодильника Т2:
 |
Экологические проблемы, связанные с использование тепловых двигателей человеком в современном обществе.
В современной цивилизации человеком повсеместно используются тепловые двигатели. Современные тепловые двигатели потребляют в основном жидкое, твердое и газообразное топливо, отработавшие пары которого выбрасываются в атмосферу в виде токсинов и оказывают негативное влияние на окружающую среду. Особую проблему для жизни и здоровья человека представляют автомобили, которые буквально заполонили наш мир. Но не все так печально и удручающе выглядит в настоящее время. Существует масса программ по улучшению экологической ситуации в мире:
1. Интенсивная разработка и внедрение электрических двигателей;
2. Использование энергии Солнца, ветра, воды;
3. Разработка альтернативного вида топлива;
4. Оздоровление окружающей среды;
5. Воспитание экологической культуры у общества в целом.
4. Закрепление изученного материала.
Фронтальный опрос класса на предмет усвоения нового материала. Если у ребят возникнут какие-то вопросы, то мы разберем их на доступном языке для каждого, а так же на закрепление порешаем несколько задач по новой теме, изученной сегодня на уроке, и решим выходной тест по сегодняшней теме.
1). Найти массу бензина, сгоревшего в цилиндрах ДВС, если его КПД 45%, а работа, которую он совершил, равна 20,7 МДж.
|
Дано: η = 45% А = 20,7МДж q = 46 |
СИ 4,5 2,07 4,6 |
Решение:
m=1кг |
|
m - ? |
||
|
Ответ: m = 1кг. |
||
2). В процессе работы тепловой машины за некоторое время рабочим телом было получено от нагревателя количество теплоты 1,5МДж, передано холодильнику 1,2МДж. Вычислить КПД этой машины.
|
Дано: Q1 = 1,5МДж Q2 = 1,2МДж |
СИ 1,5 1,2 |
Решение:
|
|
η - ? |
||
|
Ответ: η = 0,2 = 20%. |
||
Выходной тест (приложение 1).
5. Домашнее задание.
Д/з – §§28, 29 упр. 15 (1–2).
1). Тепловой двигатель получает от нагревателя 7250 Дж теплоты, совершая полезную работу 2250 Дж. Чему равен КПД этого двигателя?
|
Дано: ∆Q1 = 7250Дж A = 2250Дж |
СИ 7,25 2,25 |
Решение:
|
|
η - ? |
||
|
Ответ: η = 0,31 = 31%. |
||
2). ДВС мощностью Р = 400 кВт потребляет m = 45кг дизельного топлива за t=1ч. Найдите КПД паровой машины.
|
Дано: m = 45кг Р = 400кВт q = 42 t = 1ч |
СИ 4,5 4,0 4,2 3,6 |
Решение:
|
|
η - ? |
||
|
Ответ:
|
||
Список используемой литературы
1. Кикоин, И.К. Физика: учебник для 10 класса / И.К. Кикоин. – М.: Наука, 1998. – 236с.
2. Исаченкова, Л.А. Физика: учебник для 10-го кл. для общеобразоват. Учреждений с рус. яз. обучения / Л.А. Исаченкова. – Минск: Нар.асвета, 2010. – 183 с.
3. Исаченкова, Л.А. Сборник задач по физике : учеб. пособие для 10-го кл.
учреждений общ.сред. образования / Л.А. Исаченкова. –Минск: Нац. ин-т образования, 2012. – 144 с.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
10-1
; 
; 
; 
; 
; 
= 
.