Termal motorların etkisi prensibi. Termal motorların verimliliğinin (verimliliği) verimliliği, bir bilgi hipermarketidir. Isı motoru verimliliğinin termal motorlarının çalışmasının ilkeleri, ne kadar eşittir?

ana / Motor

Sınıf: 10

Dersin Türü: Yeni bir malzeme okuyan ders.

Dersin amacı: Termal motorun eylem ilkesini açıklar.

Görevler dersi:

Eğitim: Öğrencileri ısı motorları türleri olan, ısı motorlarının verimliliğini belirleme kabiliyetini geliştirin, modern medeniyette TD'nin rolünü ve değerini ortaya çıkarır; Öğrencilerin çevresel konularla ilgili bilgilerini özetlemek ve genişletmek.

Geliştirme: Dikkat ve konuşma geliştirin, sunumla çalışma becerilerini geliştirmek.

Eğitim: Sonraki nesiller için sorumluluk duygusu getirmek, bununla bağlantılı olarak, termal motorların çevreye etkisini düşünün.

Ekipman: Öğrenciler için bilgisayarlar, Öğretmenin Bilgisayar, Multimedya Projektör, Testler (Excel'de), Fizik 7-11 Elektronik Görsel Kütihleri \u200b\u200bKütüphanesi. "Cyril ve methodius".

Sınıflar sırasında

1. orgmoment

2. Öğrenci Dikkat Örgütü

Dersimizin teması: "Isı motorları". (Slayt 1)

Bugün termal motor türlerini hatırlayacağız, etkili çalışmalarının koşullarını göz önünde bulunduracağız, büyük kullanımların sorunları hakkında konuşuruz. (Slayt 2)

3. Referans bilgisinin gerçekleştirilmesi

Yeni malzemenin çalışmasına geçmeden önce, bunun için nasıl hazır olduğunuzu kontrol etmeyi öneriyorum.

Frontal Anket:

- Termodinamiğin ilk yasasının formülasyonunu verin. (Bir durumdan diğerine değiştirirken sistemin iç enerjisini değiştirirken, dış kuvvetin çalışma miktarına eşit ve sistem tarafından iletilen ısı miktarı. U \u003d A + Q)

- Gaz, çevre ile ısı değişimi olmadan sıcak ya da soğuk olabilir mi? Bu nasıl olur? (Adyabatik işlemlerle.) (Slayt 3)

- Termodinamiğin ilk yasasını aşağıdaki durumlarda yazın: a) Kalorimetredeki gövdeler arasında ısı değişimi; b) alkol üzerinde su ısıtma; c) vururken vücudu ısıtmak. ( fakat) A \u003d 0., Q \u003d 0, u \u003d 0; b) a \u003d 0, u \u003d q; c) q \u003d 0, u \u003d a)

- Şekil, belirli bir kütlenin ideal gazıyla gerçekleştirilen bir döngü gösterir. P (t) ve t (p) grafikleriyle ilgili bu çevrimi görüntüleyin. Döngü gazının hangi alanlarında sıcaklığı ayırır ve neyin emmesi?

(3-4 ve 2-3 alanlarında, gaz bir dizi ısı tahsis eder ve gazla 1-2 ve 4-1 ısı alanlarında.) (Slayt 4)

4. Yeni malzemenin incelenmesi

Tüm fiziksel olaylar ve yasalar, bir kişinin günlük hayatında uygulanır. Okyanuslardaki iç enerji stokları ve dünyevi kabuk pratik olarak sınırsız olarak kabul edilebilir. Ancak bu rezervlere sahip olmak yeterli değil. İş yapabilecek cihazı kullanabilmek için enerji pahasına gereklidir. (Slayt 5)

Enerjinin kaynağı nedir? (Çeşitli yakıt türleri, rüzgar enerjisi, güneş, gelgitler ve şarkı)

Çalışmalarında bir tür enerjinin diğerine dönüşümünü uygulayan çeşitli makineler vardır.

Isı motoru, yakıtın iç enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir cihazdır. (Slayt 6)

Cihazı ve termal motorun ilkesini düşünün. Isı makinesi döngüsel olarak çalışır.

Herhangi bir ısı makinesi, bir ısıtıcı, çalışma sıvısından ve bir buzdolabından oluşur. (Slayt 7)

CPD Kapalı Çevrim (Slayt 8)

Q 1 - Isıtmadan elde edilen ısı miktarı Q 1\u003e Q2

S2 - Isı miktarı buzdolabına verilir Q 2

A / \u003d Q 1 - | q 2 | - Döngü başına motor tarafından yapılan işler?< 1.

Clo döngüsü carno (slayt 9)

T 1 - ısıtma sıcaklığı.

T 2 - Buzdolabının sıcaklığı.

Tüm ana modern taşıma türleri esas olarak termal motorlar kullanılır. Demiryolu taşımacılığı, XX yüzyılın ortasına kadar. Ana motor bir buhar makinesiydi. Şimdi esas olarak dizel tesisatları ve elektrikli lokomotifler kullanıyorlar. Su taşımacılığı açısından, buhar motorları da kullanıldı, hem içten yanma motorları hem de büyük kaplar için güçlü türbinler kullanılmıştır.

Termal motorların (çoğunlukla güçlü buhar türbinleri), elektrikli akım jeneratörlerinin rotorlarını hareket halinde yönlendirirler. Ülkemizdeki tüm elektriğin yaklaşık% 80'i termal santrallerde üretilmektedir.

Isı motorları (buhar türbinleri) de nükleer santrallere monte edilmiştir. Gote türbinleri roketlerde, demiryolu ve karayolu taşımacılığında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Araçlar üzerinde, doğrudan silindirlerin (dizel motorlar) içinde yanıcı bir karışım oluşturmak için yanıcı bir karışımın (karbüratör motorları) ve motorların dış oluşumuyla piston içten yanmalı motorları kullanın.

Havacılıkta, pistonlu motorlar, hafif uçaklara ve ayrıca termal motorlara ait olan turboprop ve jet motorlarına monte edilmiştir. Jet motorları uzay roketleri üzerinde kullanılır. (Slayt 10)

(Turbojet motorunun video cümlelerini gösteriyor.)

İçten yanmalı motorun çalışmasını daha ayrıntılı olarak düşünün. Video kamerayı görüntüleme. (Slayt 11)

Dört zamanlı motorun çalışması.
1 TAŞIYICI: Giriş.
2 Saat: Sıkıştırma.
3 SAAT: İş Hareketi.
4 TAŞIYICI: YAYIN.
Cihaz: silindir, piston, krank mili, 2 valf (alım ve serbest bırakma), mum.
Ölü Noktalar - Pistonun aşırı konumu.
Termal motorların operasyonel özelliklerini karşılaştırın.

  • Buhar motoru - 8%
  • Buhar türbini - 40%
  • Gaz Türbini -% 25-30
  • İçten yanmalı motor - 18-24%
  • Dizel Motor -% 40-4
  • Jet Engine -% 25 (Slayt 112)

Isı Motorları ve Çevre Koruma (Slayt 13)

Enerji tesislerinde sürekli artış, kodlanmış yangının giderek daha fazla dağıtılmasıdır - serbest bırakılan ısı miktarının atmosferdeki termal dengenin diğer bileşenleriyle karşılaştırılabileceği gerçeğine yol açar. Bu, dünyadaki ortalama sıcaklıkta bir artışa yol açmaz. Sıcaklığın artış, buzulların erimesi için bir tehdit oluşturabilir ve dünyanın okyanusunun seviyesindeki felaket bir artış. Ancak bu, termal motorların kullanımının olumsuz etkilerini tüketmez. Uzun süre karbondioksit konsantrasyonundaki bir artış nedeniyle, "Sera Etkisi" nde bir artışa yol açan mikroskobik parçacıkların - kurum, kül, ezilmiş yakıtın atmosferinin atmosferine geçer. Bu, atmosferin sıcaklığında bir artışa yol açar.

Yayılmış toksik yanma ürünleri, organik yakıtın eksik yankılarının ürünleri - flora ve faunada zararlı bir etkiye sahiptir. Bu konuda özel bir tehlike, sayıları tehdit edici bir şekilde büyüyen ve egzoz gazlarının temizlenmesi zordur.

Bütün bunlar, toplumla ilgili çok sayıda ciddi sorun ortaya koyuyor. (Slayt 14)

Zararlı maddelerin emisyonunu atmosfere sokan yapıların etkinliğini artırmak gerekir; Otomobil motorlarında yakıtın daha eksiksiz bir yanması, yanı sıra enerji verimliliğinde artış, işte ve günlük yaşamda bir artış elde etmek.

Alternatif Motorlar:

  • 1. elektrik
  • 2. Güneşin ve rüzgarın enerjisinde çalışan motorlar (slayt 15)

Çevresel problemleri çözmenin yolları:

    Alternatif yakıt kullanın.

    Alternatif motorları kullanın.

    Çevre Kurtarma.

    Çevre kültürünün eğitimi. (Slayt 16)

5. Bağlantı malzemesi

Tek bir devlet sınavını ele geçirmek için sadece bir yıl içinde gitmek zorundasınız. 2009 yılı için kısmen ve demo-fizikten birkaç görevi çözmenizi öneririm. Görev bilgisayarlarınızın masaüstlerinde bulacaksınız.

6. Dersi toplama

İlk buhar makinesi inşa edildiği andan itibaren 240 yıl boyunca geçti. Bu süre zarfında, ısı makineleri insan yaşamının içeriğini büyük ölçüde değiştirdi. İnsanlığın uzaya girmesine izin veren, deniz derinliklerinin sırlarını ortaya çıkaran bu makinelerin kullanımıydı.

Derste çalışma tahminlerini tahmin eder.

7. Ödev:

§ 82 (Myakyshev G.ya.), eski. 15 (11, 12) (kaydırın 17)

8. Yansıma

Sınıftan ayrılmadan önce, lütfen masayı doldurun.

Derste çalıştım

aktif olarak / pasif

Dersimdeki işim

memnun / memnun değil

Dersim bana gibiydi

uzun kısa

Bir ders için I.

yorgun değil / yorgun

Ve faydalı formüller.

Termal motorun verimliliği üzerindeki fizikteki görevler

Isı motorunun №1 verimliliğinin hesaplanması için görev

Durum

175 g ağırlığındaki su alkol üzerinde ısıtılır. Su T1 \u003d 15 ila T2 \u003d 75 derece santigrattan ısıtılırken, alkolün kütlesi 163 ila 157 g arasında azalmıştır. Kurulumun verimliliğini hesaplayın.

Karar

Yararlı işlemin verimliliği, yararlı çalışmanın oranı ve alkol tarafından üretilen toplam ısı miktarı olarak hesaplanabilir:

Bu durumda faydalı çalışmalar, yalnızca ısıtma için geçen ısı miktarının eşdeğeridir. İyi bilinen formüle göre hesaplanabilir:

Toplam ısı miktarı, yanmış alkol kütlesini ve özel yanma ısısını bilerek hesaplanır.

Değerleri değiştiriyoruz ve hesaplıyoruz:

Cevap: 27%

Isı motorunun verimliliğini hesaplamak için görev №2

Durum

Eski motor, 16 kilogram benzin geçirirken 220.8 MJ'lik bir iş yaptı. Motor verimliliğini hesaplayın.

Karar

Motoru üreten toplam ısı miktarını buluruz:

Veya 100'e kadar çarpma, verimin değerini yüzde olarak elde ediyoruz:

Cevap: 30%.

Isı motorunun verimliliğini hesaplamak için görev №3

Durum

Isı makinesi, ısıtıcıdan elde edilen ısının% 80'i ile birlikte, buzdolabına iletilir. Bir döngü için, çalışma gövdesi ısıtıcıdan 6.3 j ısı alır. Döngünün işini ve verimliliğini bulun.

Karar

Mükemmel ısı makinesinin verimliliği:

Şartla:

İlk çalışmayı ve ardından verimliliği hesaplayın:

Cevap: yirmi%; 1.26 J.

Isı motorunun №4 verimliliğinin hesaplanması için görev

Durum

Diyagram, Adiabat 1-2 ve 3-4, Isobara 2-3 ve IsoOhra 4-1'den oluşan bir dizel motor döngüsünü göstermektedir. 1, 2, 3, 4 noktalarındaki gaz sıcaklıkları sırasıyla T1, T2, T3, T4'dir. CCD döngüsünü bulun.

Karar

Döngüyü analiz edelim ve verimlilik, alt ve tahsis edilen ısı üzerinden hesaplanacaktır. Adiabats'ta, ısı temin edilmez ve tahsis edilmez. Isobara'da 2 - 3 ısı sağlanır, hacim artmaktadır ve buna göre, sıcaklık büyür. Isoore'da, 4 - 1 ısı verilir ve basınç ve sıcaklık düşer.

Benzer şekilde:

Sonucu alıyoruz:

Cevap: Yukarıyı görmek.

Isı motorunun verimliliğini hesaplamanın zorluğu 5

Durum

Carboy döngüsü üzerinde çalışan termal otomobil, A \u003d 2.94 KJ'si bir döngü için mümkün kılar ve soğutucuyu bir döngü için Q2 \u003d 13.4 KJ miktarını verir. CCD döngüsünü bulun.

Karar

Verimlilik için bir formül yazıyoruz:

Cevap: 18%

Termal motorların konusu hakkında sorular

Soru 1. Isı motoru nedir?

Cevap. Isı motoru, ısı transferi sürecinde kendisine gelen enerji nedeniyle iş yapan bir makinedir. Termal motorun ana parçaları: ısıtıcı, buzdolabı ve çalışma gövdesi.

Soru 2. Termal motor örneklerini verin.

Cevap. Yaygınlaşan ilk termal motorlar buhar makineleri idi. Modern bir ısı motorunun örnekleri hizmet edebilir:

  • roket motoru;
  • uçak motoru;
  • gaz türbini.

Soru 3. Motor verimliliği birine eşit olabilir mi?

Cevap. Değil. Verimlilik her zaman birden azdır (veya% 100'den az). Bir motorun verimliliği olan varlığı, termodinamiğin ilk başlangıcına aykırı birine eşittir.

Gerçek motorların verimliliği nadiren% 30'u aşıyor.

Soru 4. KPD nedir?

Cevap. Verimlilik (verimlilik) - Çalışmanın oranı, motorun ısıtıcıdan elde edilen ısı miktarını gerçekleştirir.

Soru 5. Yakıtın spesifik ısı yanması nedir?

Cevap. Özel ısı yanması s. - 1 kg ağırlığındaki yakıtın yanması durumunda ne kadar ısının serbest bırakıldığını gösteren fiziksel değer. Verimliliğin görevlerini çözerken, motorun n ve zamanın birimi başına yakıtın miktarını ve yakıt miktarını belirlemek mümkündür.

Carno döngüsü ile ilgili görevler ve sorular

Isı motorlarının temasını etkileyerek, carno döngüsünü bir kenara bırakmak imkansızdır - belki de fizikte ısı makinesinin en ünlü döngüsü. Ek olarak, Carno döngüsüne çözelti ile birkaç görev ve soru veriyoruz.

Carno'nun döngüsü (veya işlemi), iki adiabat ve iki izoterminden oluşan mükemmel dairesel döngüdür. Bu yüzden, bu döngüsü bilimsel çalışmalarında "yangının ve bu gücü geliştirebilecek makinelerde" bilimsel çalışmalarında tanımlayan Fransız mühendisi Sadi Carno'nun onuruna "(1894).

Carno cycle №1'deki görev

Durum

Carboy döngüsü üzerinde çalışan ideal termal otomobil, bir döngü A \u003d 73.5 KJ için mümkün kılar. Isıtıcı sıcaklığı T1 \u003d 100 ° С, buzdolabının sıcaklığı T2 \u003d 0 ° C. Döngünün verimliliğini, makinenin ısıtıcıdan bir döngü için elde edilen ısı miktarı ve bir döngü için serbest bırakılan ısı miktarı buzdolabı.

Karar

Döngünün CPD'sini hesaplayın:

Öte yandan, makine tarafından elde edilen ısı miktarını bulmak için oranı kullanıyoruz:

Buzdolabına verilen ısı miktarı, toplam ısı ve yararlı işin farkına eşit olacaktır:

Cevap: 0.36; 204.1 KJ; 130.6 KJ.

Carno döngüsünün görevi №2

Durum

Carno döngüsünde çalışan ideal termal otomobil, bir Aleca A \u003d 2.94 KJ'si için mümkün kılar ve bir döngü için ısı kalitesinin Q2 \u003d 13.4 KJ miktarını verir. CCD döngüsünü bulun.

Karar

Verimlilik döngüsü için formül Carno:

İşte - mükemmel bir iş ve Q1, bunu yapmak için gereken ısı miktarıdır. Mükemmel otomobilin buzdolabını verdiği ısı miktarı, bu iki değerin farkına eşittir. Bilmek, buluyoruz:

Cevap: 17%.

Carno Döngüsü №3

Durum

Diyagramdaki resim carno döngüsü ve tanımlayın

Karar

PV Diyagramındaki Carno Döngüsü aşağıdaki gibidir:

  • 1-2. İzotermal uzatma, çalışma gövdesi ısıtıcıdan Q1 miktarını alır;
  • 2-3. Adiabatik genişleme, ısı temin edilmez;
  • 3-4. Isotermal sıkıştırma, ısının buzdolabına aktarıldığı;
  • 4-1. Adiabatik sıkıştırma.

Cevap: yukarıyı görmek.

Carno Cycle №1 hakkında soru

İlk carno teoremi kelimesi

Cevap. İlk carno teoremi: Carno döngüsünde çalışan ısı makinesinin etkinliği, yalnızca ısıtıcı ve buzdolabının sıcaklıklarına bağlıdır, ancak makine cihazına veya çalışma sıvısının türüne veya özelliklerinden de bağlı değildir.

Carno cycle №2 üzerinde soru

Bir carno döngüsündeki verimlilik% 100 olabilir mi?

Cevap. Değil. Carno döngüsünün verimliliği sadece buzdolabının sıcaklığı mutlak sıfıra eşitse% 100 olacaktır ve bu mümkün değildir.

Termal motorların teması ve carno döngüsü hakkında herhangi bir sorunuz varsa, yorumlarda onlara güvenle sorabilirsiniz. Ve eğer görevleri veya diğer örnekleri ve görevleri çözmede yardıma ihtiyacınız olursa, İletişim

Termal motorun verimliliği. Enerji tasarrufu kanununa göre, motor tarafından gerçekleştirilen işlem:

nerede - ısıtıcıdan elde edilen ısı, buzdolabına verilen ısıdır.

Termal motorun verimliliği, motorun gerçekleştirilmesinin oranı, ısıtıcıdan elde edilen ısı miktarına göre denir:

Tüm motorların buzdolabına aktarılan belirli miktarda ısıya sahip olduğundan, her durumda

Termal motorların verimliliğinin maksimum değeri. Fransız Mühendisi ve Scholar Karosu (1796 1832) çalışmada "Ateşin itici gücüne ilişkin yansımalar" (1824) bir hedefe koymak: Ancak, ısı motorunun çalışması en etkili olacak, yani hangi şartlar altında olacak. Motor maksimum verimliliği olacaktır.

Carno, çalışma gövdesi olarak mükemmel bir gazla mükemmel bir termal makine ile geldi. Bu arabanın etkinliğini bir sıcaklık ısıtıcı ve sıcaklık buzdolabıyla çalıştırın

Bu formülün ana değeri, Carno'nun, bir sıcaklık ısıtıcısıyla çalışan herhangi bir gerçek ısı taşıyıcısı ve bir sıcaklık buzdolabının, mükemmel ısı makinesinin verimliliğini aşan bir verimlilik katsayısına sahip olamayacağı termodinamik ikinci kanununa dayanarak nasıl kanıtlanmıştır.

Formül (4.18), termal motorların verimliliğinin maksimum değeri için teorik limit verir. Termal motorun, ısıtıcının sıcaklığından daha etkili olduğundan ve buzdolabının sıcaklığının altından daha etkili olduğunu göstermektedir. Sadece mutlak sıfıra eşit bir buzdolabı sıcaklığında,

Ancak, buzdolabının sıcaklığı neredeyse ortam sıcaklığından çok daha düşük olamaz. Isıtıcının sıcaklığını artırabilirsiniz. Bununla birlikte, herhangi bir malzeme (katı) sınırlı ısı direncine veya ısı direncine sahiptir. Isıtıldığında, kademeli olarak elastik özelliklerini kaybeder ve yeterince yüksek bir sıcaklıkta eriyendir.

Artık mühendislerin temel çabaları, parçalarının sürtünmesini, eksik yanma nedeniyle yakıt kayıplarını azaltarak motorların verimliliğini arttırmayı amaçlamaktadır. Buradaki verimliliği arttırma gerçek fırsatlar hala büyüktür. Böylece, buhar türbin için, çiftin başlangıç \u200b\u200bve nihai sıcaklıkları yaklaşık olarak aşağıdaki gibidir: bu sıcaklıklarda, verimliliğin maksimum verimi:

Çeşitli enerji kayıpları nedeniyle verimliliğin gerçek değeri:

Termal motorların verimliliğini artırmak, mümkün olan en önemli teknik görevi mümkün olan maksimuma yaklaşıyor.

Termal motorlar ve doğa koruması. Termal motorların yaygın olarak kullanılması, enerjinin kullanımına uygun enerji elde etmek için en büyük ölçüde

diğer tüm üretim süreçleri çevresel etki ile ilişkilidir.

Termodinamiğin ikinci yasasına göre, prensipte elektrik ve mekanik enerjinin üretimi, önemli miktarda ısı ortamına giderilmeden yapılamaz. Bu, dünyadaki ortalama sıcaklıkta kademeli bir artışa yol açmaz. Şimdi güç tüketimi yaklaşık 1010 kW'dır. Bu güç, ortalama sıcaklığın gözle görülür şekilde artacağına ulaştığında (yaklaşık bir derece). Sıcaklıkta daha fazla artış, buzulların erimesi için bir tehdit oluşturabilir ve dünyanın okyanusunun seviyesindeki felaket bir artış.

Ancak bunlar, termal motorların kullanımının olumsuz sonuçları ile bitkin olmaktan uzaktır. Termik santrallerin ateşlemeleri, arabaların içten yanma motorları, vb. Bu bağlamda, arabalar temsil edilmektedir, bunların bir kısmı tehdit edici bir şekilde büyür ve atık gazların temizliği zordur. Nükleer santrallerde, tehlikeli radyoaktif atıkların mezarlığının bir problemi vardır.

Ek olarak, enerji santrallerdeki buhar türbinlerinin kullanımı, elektrik santrali kapasitesinde bir artışla harcanan buharı soğutmak için havuzların altındaki geniş alanlar gerektirir. Su ihtiyacını keskin bir şekilde arttırır. 1980 yılında ülkemizde, bu amaçlar için, bu, ekonominin tüm dallarının yaklaşık% 35'inin yaklaşık% 35'idir.

Bütün bunlar, toplumla ilgili çok sayıda ciddi sorun ortaya koyuyor. Termik motorların verimliliğini artırmanın en önemli görevi ile birlikte, bir dizi çevre koruma önlemi gereklidir. Zararlı maddelerin emisyonunu atmosfere sokan yapıların etkinliğini artırmak gerekir; Otomobil motorlarında yakıtın daha eksiksiz bir yanması elde etmek. Zaten artık egzoz gazlarında yüksek bir CO içeriğine sahip araçları çalıştırmasına izin verilmemektedir. Sıradan rekabet edebilen elektrikli taşıtlar oluşturma olasılığı ve atık gazlarda zararlı maddeler olmadan yakıt kullanma olasılığı, örneğin, oksijenli bir hidrojen karışımı üzerinde çalışan motorlarda boşaltılır.

KAPALI bir su kaynağı döngüsü ile, öncelikle atomik olan tüm elektrik santrali komplekslerini inşa etmek için alan ve su kaynaklarının kaydedilmesi önerilir.

İlişikteki çabanın bir başka yönü, enerji verimliliğini arttırmak, tasarruf için mücadele etmektir.

Yukarıda listelenen sorunların çözümü insanlık için hayati önem taşımaktadır. Ve maksimum başarı ile ilgili bu problemler

Ülke genelinde ekonominin planlanan gelişimi ile sosyalist bir toplumda çözülmek. Ancak çevre korumanın organizasyonu, dünyanın ölçeğine çaba gerektirir.

1. Hangi süreçler geri dönüşü değil? 2. En tipik geri dönüşü olmayan işlemleri adlandırın. 3. Metinde belirtilmeyen geri dönüşümsüz işlem örnekleri verin. 4. İkinci termodinamik kanunu. 5. Nehir akışı ters çevrilmişse, bu, enerji koruma kanununu ihlal eder mi? 6. Hangi cihaza termal motor denir? 7. Isıtıcının, buzdolabının ve termal motorun çalışma gövdesinin rolü nedir? 8. Termal motorlarda neden okyanusun iç enerji kaynağı olarak kullanılamaz? 9. Termal motorun verimliliği denir?

10. Termal motorun verimliliğinin mümkün olan maksimum değeri nedir?



Termal, termal enerjinin kaynağı nedeniyle motor performans çalışması denir.

Termal enerji ( Q ısıtıcı) Kaynaktan motora iletilirken, alınan motorun motoru performansa harcanır. W., harcanmamış enerji ( Q buzdolabı) Buzdolabına, örneğin ortam havasını gerçekleştirebilecek olan buzdolabına çıkar. Termal motor, yalnızca buzdolabının sıcaklığı ısıtıcının sıcaklığından daha az ise çalışabilir.

Termal motorun verimliliği (verimliliği), formülle hesaplanabilir: Verimlilik \u003d w / q ng.

Tüm ısı enerjisinin çalışmaya dönmesi durumunda verimlilik \u003d 1 (% 100). KPD \u003d 0 (% 0) Hiçbir ısı enerjisi çalışmaya başlarsa.

Gerçek ısı motorunun verimliliği, 0 ile 1 arasında yatıyor, verimlilik artışı, motorun daha verimli olduğu.

Q X / Q NG \u003d T X / T NG KPD \u003d 1- (Q X / Q NG) KPD \u003d 1- (T X / T NG)

Mutlak sıfırın (t \u003d 0к) sıcaklığının elde edilemeyeceğini belirten üçüncü termodinamiğin üçüncü prensibi göz önüne alındığında, her zaman t x\u003e 0 olduğundan, verimliliğe sahip bir ısı motoru geliştirmenin imkansız olduğu söylenebilir.

Isı motorunun verimliliği, ısıtıcının sıcaklığı ne kadar yüksek olacaktır ve buzdolabının sıcaklığının altında olacaktır.

Fizik, 10. sınıf

Ders 25. Termal motorlar. Termal motorların verimliliği

Derste dikkate alınan soruların listesi:

1) Termal motorun kavramı;

2) Cihaz ve termal motorun çalışma prensibi;

3) Termal motorun verimliliği;

4) Carno döngüsü.

Konuyla ilgili sözlük

Termal motor -İç yakıt enerjisinin mekanik hale geldiği bir cihaz.

Verimlilik (verimlilik), bu motor tarafından yapılan faydalı çalışmanın, ısıtıcıdan elde edilen ısı miktarına oranıdır.

İçten yanmalı motor - Yakıtın doğrudan motor işletim odasında (içeride) birleştirildiği motor.

Jet motoru - Çalışma sıvısının reaktif jetinin kinetik enerjisine dönüştürülmesi yoluyla itme gücünü oluşturan motor.

Carno döngüsü - Bu, iki adyabatik ve iki izotermal işlemden oluşan mükemmel dairesel bir işlemdir.

Isıtıcı - Çalışan akışkanın enerji aldığı cihaz, bir kısmı işe gidiyor.

Buzdolabı - Vücut emici çalışma sıvısının enerjisinin bir kısmını (çevre veya özel soğutma cihazları ve harcanan buharın yoğunlaşması, yani kondansatörler).

Çalışma gövdesi - Genişleyen vücut bir iş çıkarır (bu gaz veya buhardır)

Dersin konusu hakkında ana ve ek literatür:

1. Myakyshev G.YA., Bukhovtsev B.B., Sotsky n.n. Fizik.10 sınıfı. Genel Eğitim Örgütleri için Öğretici M.: Eğitim, 2017. - S. 269 - 273.

2. Rymkevich A.P. Fizikte görevlerin toplanması. 10-11 sınıf. -M.: Bırak, 2014. - S. 87 - 88.

Ders konusunda elektronik kaynakları açın

Kendi kendine çalışma için teorik malzeme

Peri masalları ve farklı ulusların mitleri, insanların her zaman bir yerden diğerine hızlı bir şekilde hareket ettiğini veya hızlı bir şekilde bir iş gerçekleştirdiğini ifade eder. Bu hedefe ulaşmak için, çalışabilecek veya uzayda hareket edebilecek cihazlar. Dünyanın dört bir yanındaki dünyayı izlemek, mucitler emek ve hızlı hareketi kolaylaştırmak için, örneğin, su, rüzgar, vb. Tozun iç enerjisini veya diğer yakıt türlerini amaçlarıyla kullanmak mümkün müdür? Bir test tüpü alırsak, suyun tepesini alırsak, bir fişle kapatın ve ısıtılır. Isıtıldığında, su kaynatılır ve su çiftleri fişi döktü. Çift genişletme işi yapar. Bu örnekte, yakıtın iç enerjisinin hareketli bir tüpün mekanik enerjisi olduğunu görüyoruz. Cork'u tüpün içine hareket edebilen pistonla değiştirirken, tüpün kendisi bir silindirdir, o zaman en basit termal motoru alacağız.

Termal motor -termal motor, iç enerjinin iç enerjisinin mekanik haline geldiği bir cihaz denir.

En basit içten yanmalı motorun yapısını hatırlayın. İçten yanmalı motor, pistonun hareket ettiği bir silindirden oluşur. Bağlantı çubuğu olan piston krank miline bağlanır. Her silindirin tepesinde iki valf vardır. Valflerden biri alım denir, diğeri mezuniyettir. Krank mili üzerindeki pistonun felçinin pürüzsüzlüğünü sağlamak için, ağır bir volan güçlendirilmiştir.

Motorun çalışma döngüsü dört saatten oluşur: giriş, sıkıştırma, iş hareketi, serbest bırakma.

İlk defa emme valfi açılır ve egzoz vanası kapalı kalır. Pistonun aşağı doğru hareket ettirilmesi, silindirin yanıcı karışımına emilir.

İkinci katılımda, her iki valf de kapalıdır. Pistonun hareket ettirilmesi, sıkıştırıldığında ısıtılan yakıt karışımını sıkıştırır.

Üçüncü dokunuşta, pistonun üst konumda olduğuna döndüğünde, karışım elektrikli kıvılcım mumlarına monte edilir. Yanıcı karışım, basınç 3 -6 MPa olan sıcak gazlar oluşturur ve sıcaklık 1600-2200 dereceye ulaşır. Basınç kuvveti pistonu aşağı iter, hareketi volanla krank miline iletilir. Güçlü bir itme aldıktan sonra, volan atalette dönmeye devam edecek, pistonun hareketini ve sonraki yapışmalar sırasında. Bu başvuru sırasında, her iki valf de kapalı kalır.

Dördüncü dokunuşta, bir egzoz vanası açılır ve hareketli pistonun egzoz gazları, atmosfere susturucudan (şekillerde gösterilmemiştir) itilir.

Herhangi bir termal motor, üç ana element içerir: ısıtıcı, çalışma sıvısı, buzdolabı.

Termal motorun verimliliğini belirlemek için, verimlilik kavramı tanıtıldı.

Yararlı hareketlerin oranı, bu motor tarafından gerçekleştirilen yararlı işlerin, ısıtıcıdan elde edilen ısı miktarına oranı olarak adlandırılır.

Q 1 - Isıtmadan elde edilen ısı miktarı

S2 - Buzdolabına verilen ısı miktarı

- Döngü için motor tarafından yapılan işler.

Bu verimlilik gerçektir, yani Sadece bu formül ve gerçek termal motorları karakterize etmek için kullanılır.

N'nin gücünü bilmek ve çalışma zamanının döngü tarafından gerçekleştirilen T motor çalışması formül tarafından bulunabilir.

Kullanılmayan enerjinin buzdolabına aktarılması.

XIX yüzyılda, ısı mühendisliği üzerindeki çalışmaların bir sonucu olarak, Fransız Mühendisi Sadi Karosu, verimliliği (termodinamik sıcaklık yoluyla) belirlemek için başka bir yöntem önerdi.

Bu formülün ana değeri, bir sıcaklığa sahip bir ısıtıcı ile çalışan herhangi bir gerçek ısıtın ve sıcaklığın sıcaklığına sahip bir buzdolabının, mükemmel ısı makinesinin verimliliğini aşan bir verime sahip olamamasıdır. Sadi Carno, hangi kapalı bir işlemle bulma, ısı motorunun maksimum verime sahip olacağını, 2 adiabatte ve iki izotermal işlemden oluşan bir döngü kullanması önerilen maksimum verime sahip olacaktır.

Carno döngüsü, maksimum verime sahip en etkili döngüdür.

Verimliliği \u003d% 100 veya 1 olan bir termal motor yoktur.

Formül, termal motorların verimliliğinin maksimum değeri için teorik limit verir. Termal motorun, ısıtıcının sıcaklığından daha etkili olduğundan ve buzdolabının sıcaklığının altından daha etkili olduğunu göstermektedir. Sadece mutlak sıfıra eşit bir buzdolabı sıcaklığında, η \u003d 1.

Ancak, buzdolabının sıcaklığı neredeyse ortam sıcaklığının altında olamaz. Isıtıcının sıcaklığını artırabilirsiniz. Bununla birlikte, herhangi bir malzeme (katı) sınırlı ısı direncine veya ısı direncine sahiptir. Isıtıldığında, kademeli olarak elastik özelliklerini kaybeder ve yeterince yüksek bir sıcaklıkta eriyendir.

Artık mühendislerin temel çabaları, parçalarının sürtünmesini, eksik yanma nedeniyle yakıt kayıplarını azaltarak motorların verimliliğini arttırmayı amaçlamaktadır. Buradaki verimliliği arttırma gerçek fırsatlar hala büyüktür.

Termal motorların verimliliğinin arttırılması ve mümkün olan maksimuma yaklaşmak - en önemli teknik görevi.

Isı motorları - buhar türbinleri, ayrıca yüksek sıcaklık buharı üretmek için tüm nükleer santrallerde de ayarlanmıştır. Tüm ana modern taşıma türlerinde, termal motorlar çoğunlukla kullanılmaktadır: otomotiv - pistonlu içten yanmalı motorlar; su üzerinde - içten yanmalı motorlar ve buhar türbinleri; Demiryolu - dizel kurulumlarla dizel lokomotifler; Havacılıkta - Piston, TurboCtive ve Jet Motorları.

Termal motorların operasyonel özelliklerini karşılaştırın.

Buhar motoru -% 8.

Buhar türbini -% 40.

Gaz türbini -% 25-30.

İçten yanmalı motor - 18-24%.

Dizel motor -% 40-4.

Jet Engine -% 25.

Termal motorların yaygın kullanımı, çevre için bir iz olmadan geçmez: yavaş yavaş oksijen miktarını azaltır ve atmosferdeki karbondioksit miktarını arttırır, hava, insan sağlığına zararlı kimyasal bileşiklerle kirlenmiştir. İklim değişikliği için bir tehdit var. Bu nedenle, çevre kirliliğini azaltmanın yollarını bulmak, en sıkıcı bilimsel ve teknik sorunlardan biridir.

Görev çözümlerinin örnekleri ve analizi

1 . Arabanın motorunu ne tür bir ortalama güç geliştirir, eğer 180 km / s'lik benzin tüketiminde ise 100 km boyunca 15 litredir ve motor verimliliği% 25'tir?

© 2021 Bugulma-lada.ru - Araba Sahipleri için Portal