Принцип действия теплового двигателя. КПД теплового двигателя.
Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую.
Тепловые двигатели: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбина, реактивный двигатель. ДВС распространенный вид теплового двигателя. Название произошло от того, что топливо в нем сгорает прямо в цилиндре. Один рабочий цикл происходит за четыре такта (впуск, сжатие, рабочий такт, выпуск), поэтому такие двигатели называют четырехтактными.
Конструктивные особенности разных двигателей различны, так в паровой турбине на вал насажен диск с лопатками, около лопаток расположены трубы – сопла, в которые поступает пар из котла, то есть в турбине нет цилиндра, поршня, впускного и выпускного клапанов, коленчатого вала, шатуна, маховика – части ДВС.
| Нагреватель |
| Холодильник |
| Рабочее тело |
Любой тепловой двигатель состоит из нагревателя, рабочего тела, холодильника, тела, механическая энергия которого меняется. Газ или пар, который является рабочим телом, получает некоторое количество теплоты, расширяется и совершает работу за счет своей внутренней энергии. С отработанным паром или выхлопными газами часть энергии передается атмосфере – холодильнику.
Отношение совершенной полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя, называют КПД.
КПД= 
= 
КПД ДВС 20%-40%, паровых турбин выше 30%.
В результате непрерывного развития энергетики, автомобильного транспорта увеличивается отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду. Поэтому необходимо решить проблемы усовершенствования автомобильных двигателей, использование в качестве топлива водорода.
В результате непрерывного развития энергетики, автомобильного транспорта увеличивается отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду. Поэтому необходимо решить проблемы усовершенствования автомобильных двигателей, использование в качестве топлива водорода.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Тест по физике Тепловые двигатели для 8 класса
Тест по физике Тепловые двигатели для 8 класса с ответами. Тест включает в себя 2 варианта, в каждом варианте 7 заданий с выбором ответа.
1 вариант
A1. Тепловыми двигателями называют машины, в которых
1) внутренняя энергия топлива превращается в тепло окружающей среды
2) механическая энергия превращается в энергию топлива
3) тепло окружающей среды превращается в механическую энергию
4) внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию
А2. Цикл двигателя внутреннего сгорания состоит из
1) впуска, выпуска
2) нагревания, рабочего хода
3) впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска
4) впуска, нагревания, рабочего хода, выпуска
А3. В состав теплового двигателя не входит
1) нагреватель
2) рабочее тело
3) холодильник
4) турбина
А4. В тепловом двигателе нагреватель
1) отдаёт часть энергии рабочему телу, часть энергии холодильнику
2) получает всю энергию от рабочего тела
3) получает часть энергии рабочего тела
4) отдаёт всю энергию холодильнику
А5. Коэффициент полезного действия теплового двигателя определяется
1) только величинами полезной работы и энергии, полученной нагревателем
2) количеством теплоты, полученной от нагревателя
3) только количеством теплоты, отданной холодильнику
4) только величиной полезной работы
А6. Тепловой двигатель получает от нагревателя энергию, равную 7 кДж и отдаёт холодильнику 4,5 кДж. КПД такого двигателя равен
А7. КПД теплового двигателя равен 30%. Двигатель получает от нагревателя количество теплоты 10 кДж и совершает работу, равную
1) 7 кДж
2) 300 кДж
3) 3 кДж
4) 5 кДж
2 вариант
A1. В двигателе внутреннего сгорания
1) энергия твёрдого топлива преобразуется в механическую энергию снаружи двигателя
2) механическая энергия преобразуется в энергию топлива внутри двигателя
3) энергия жидкого и газообразного топлива преобразуется в механическую энергию внутри самого двигателя
4) механическая энергия поршня преобразуется в энергию топлива снаружи двигателя
А2. Тепловой двигатель состоит
1) из нагревателя и холодильника
2) из нагревателя, рабочего тела и холодильника
3) из впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска
4) из зажигания и рабочего тела
А3. К тепловым двигателям не относится
1) двигатель внутреннего сгорания
2) паровая турбина
3) реактивный двигатель
4) ядерный ускоритель
А4. В тепловом двигателе холодильник
1) получает всю энергию, переданную нагревателем, и передаёт часть её рабочему телу
2) получает часть энергии нагревателя и передаёт всю её рабочему телу
3) получает часть энергии, переданной нагревателем рабочему телу
4) отдаёт всю энергию нагревателю
А5. Коэффициент полезного действия теплового двигателя равен отношению
1) затраченной работы к энергии, полученной от нагревателя
2) энергии, полученной от нагревателя, к полезной работе
3) полезной работы к постоянной теплового двигателя
4) полезной работы к энергии, полученной от нагревателя
А6. КПД теплового двигателя равен 40%. Двигатель получает от нагревателя количество теплоты 10 кДж и совершает работу, равную
1) 75 кДж
2) 40 кДж
3) 2,5 кДж
4) 4 кДж
А7. Тепловой двигатель получает от нагревателя количество теплоты 1,5 кДж и отдаёт холодильнику количество теплоты 0,5 кДж. КПД данного теплового двигателя равен
Ответы на тест по физике Тепловые двигатели для 8 класса
1 вариант
А1-4
А2-3
А3-4
А4-1
А5-1
А6-3
А7-3
2 вариант
А1-3
А2-2
А3-4
А4-3
А5-4
А6-4
А7-2
Приведите примеры устройств, в которых.
1. Приведите примеры устройств, в которых происходит превращение внутренней энергии пара в механическую энергию.
2. Какие двигатели называют тепловыми?
3. Какие виды тепловых двигателей вам известны?
4. Какие переходы и превращения энергии происходят в них?
Ответы:
1. Простейшим примером превращения энергии пара в механическую энергию может служить простейший паровой двигатель, внутри цилиндра которого подогревается пар, расширение которого приводит в движение поршень.
2. Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.
3. Тепловые двигатели имеют несколько видов: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель, двигатель Стирлинга.
4. Энергия топлива в тепловых двигателях сначала переходит в энергию пара или газа, которые, расширяясь, совершают работу и при этом охлаждаются, таким образом часть внутренней энергии превращается в механическую энергию.
Вопросы § 21
Простейшим примером превращения энергии пара в механическую энергию может служить простейший паровой двигатель, внутри цилиндра которого подогревается пар, расширение которого приводит в движение поршень.
2.
Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.
3.
Тепловые двигатели имеют несколько видов: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель, двигатель Стирлинга.