Иметь представление о строение тепловых двигателей, принципе работы тепловых двигателей.
Знать формулы для определения К.П.Д.
Формировать умения выделять главное, сопоставлять, делать выводы; развивать речь, совершенствовать интеллектуальные способности; решать тренировочные задачи.
Тепловой двигатель
Для работы двигателя обязательно наличие топлива. При сгорании которого рабочее тело (газ) совершает работу за счет изменения своей внутренней энергии. Повышение и понижение температуры происходит в нагревателе и холодильнике.
Передает количество теплоты Q 1 рабочему телу
Нагреватель
Нагреватель
Q 1
Совершает работу
рабочее
тело
Q 2
Потребляет часть полученного количества теплоты Q2
холодильник
ВЫПУСК
РАБОЧИЙ
ХОД
ВПУСК
СЖАТИЕ
40%
ПОТЕРИ С ОХЛАЖДАЮЩЕЙ
ВОДОЙ
ПОЛЕЗНАЯ РАБОТА
25%
ПОТЕРИ НА ТРЕНИЕ
10%
25%
ПОТЕРИ ПРИ ВЫХЛОПЕ
Типы ДВС
Поршневые
Бензиновые
Дизельные
Газовые
Роторно-поршневые
Смесь топлива с воздухом готовится в карбюраторе и далее во впускном коллекторе, или во впускном коллекторе при помощи распыляющих форсунок (механических или электрических), или непосредственно в цилиндре при помощи распыляющих форсунок, далее смесь подаётся в цилиндр, сжимается, а затем поджигается при помощи искры, проскакивающей между электродами свечи.
- смеси сжиженных газов — хранятся в баллоне под давлением насыщенных паров (до 16 атм). Испаренная в испарителе жидкая фаза или паровая фаза смеси ступенчато теряет давление в газовом редукторе до близкого атмосферному, и всасывается двигателем во впускной коллектор через воздушно-газовый смеситель или впрыскивается во впускной коллектор посредством электрических форсунок. Зажигание осуществляется при помощи искры, проскакивающей между электродами свечи.
- сжатые природные газы — хранятся в баллоне под давлением 150—200 атм. Устройство систем питания аналогично системам питания сжиженным газом, отличие — отсутствие испарителя.
Роторно-поршневые
Применение тепловых двигателей в нашей жизни
Q 2 Q 2 - количество теплоты отданное холодильнику Q 2 1 A’ = Q 1 - |Q 2 | - работа совершаемая двигателем за цикл η " width="640"
КПД замкнутого цикла
Q 1 – количество теплоты полученное от нагревателя Q 1 Q 2
Q 2 - количество теплоты отданное холодильнику
Q 2 1
A’ = Q 1 - |Q 2 | - работа совершаемая двигателем за цикл η
Цикл C . Карно
Цикл C . Карно
T 1 – температура нагревателя
Т 2 – температура холодильника
Решение задачи
В идеальной тепловой машине за счет каждого килоджоуля энергии, получаемой от нагревателя, совершается работа 300 Дж. Определить КПД машины и температуру нагревателя, если температура холодильника 280 К
Дано: Решение:
А=зоо Дж КПД= = =
Т 2 =280 К
Т 1- ? КПД= А=Т 1 – Т 2 Т 1 =А +Т 2
КПД-?
КПД= =300: (300+280)=300:580=0,5
Т 1 = 580 К
Ответ: 580К, КПД=0,5
Итоговый контроль
1. Какие устройства относятся к тепловым двигателям :
а) превращающие тепловую энергию в механическую;
б) электрическую энергию в тепловую;
в) внутреннюю энергию в тепловую
2.Какой элемент теплового двигателя совершает работу:
а) холодильник;
б) газ или пар;
в) нагреватель ;
3. Какие условия необходимы для циклического получения механической работы в тепловом двигателе:
а) наличие нагревателя и холодильника;
б) наличие рабочего тела и холодильника;
в) наличие нагревателя и рабочего тела
4. КПД теплового двигателя всегда :
а) больше1;
б) равен 1;
в) меньше 1.
5. Реши задачу.
Температура нагревателя идеальной тепловой машины 117 °C , а холодильника 27 °C . Вычислить КПД машины.
6.Найди соответствие
Вид транспорта
Вид двигателя
автомобильный
ДВС, паровая турбина
железнодорожный
Поршневой, реактивный, турбореактивный
водный
ДВС(карбюраторный, дизельный)
воздушный
Дизельный, электрический
Проверь себя !
1. Какие устройства относятся к тепловым двигателям :
а) превращающие тепловую энергию в механическую;
б) электрическую энергию в тепловую;
в) внутреннюю энергию в тепловую
2.Какой элемент теплового двигателя совершает работу:
а) холодильник;
б) газ или пар;
в) нагреватель ;
3. Какие условия необходимы для циклического получения механической работы в тепловом двигателе:
а) наличие нагревателя и холодильника;
б) наличие рабочего тела и холодильника;
в) наличие нагревателя и рабочего тела
4. КПД теплового двигателя всегда :
а) больше1;
б) равен 1;
в) меньше 1.
5. Реши задачу. Температура нагревателя идеальной тепловой машины 117 °C , а холодильника 27 °C . Вычислить КПД машины.
Дано: СИ Решение:
Т 1 =117 °C =390К КПД=
Т 2 =27 °C =310К
КПД=(390К-310К):390К=
КПД-? =0,2
6.Найди соответствие
Вид транспорта
Вид двигателя
автомобильный
ДВС(карбюраторный, дизельный)
железнодорожный
Дизельный, электрический
водный
ДВС, паровая турбина
воздушный
Поршневой, реактивный, турбореактивный
Автомобили на сегодняшний день в России- главная причина загрязнения воздуха в городах. Сейчас в мире их насчитывается более полумиллиарда. Выбросы от автомобилей в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне 60- 90 см от поверхности Земли и особенно на участках автотрасс, где стоят светофоры.
Надо отметить, что особенно много канцерогенных веществ выделяется во время разгона, то есть во время работы двигателя на высоких оборотах.
Раньше природа устрашала человека, а теперь человек устрашает природу…
1 тонна бензина выделяет 500-800 кг вредных веществ. В атмосферу ежегодно выбрасывается 5 млрд. тонн СО2. В состав выхлопных газов входит 1200 компонентов, в том числе оксиды углерода, азота, свинца и т. п.
Иметь представление о строение тепловых двигателей, принципе работы тепловых двигателей.
Знать формулы для определения К.П.Д.
Формировать умения выделять главное, сопоставлять, делать выводы; развивать речь, совершенствовать интеллектуальные способности; решать тренировочные задачи.
Используемые ресурсы Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов: «Основной принцип работы тепловых двигателей(N133902)» « Адиабатный процесс (N113921)» «Анимация. Тепловые двигатели(N133902)» «Тепловые двигатели(N 100243)» «Вселенная как тепловая машина (N90661)» « Возможности использования самопроизвольных процессов для получения полезной работы (N100722)» «Анимация. Изотермический процесс (N 13900)» «Цикл Карно(N105276)» «Цикл Карно (N1140088)» « Задача. Внутренняя энергия идеального газа и ее изменение (N114045)» « Зависимость КПД от температуры нагревателя (N102651)» « Зависимость КПД от температуры нагревателя (N103712)» «Тест (N 515)» «Тест. Решение графических задач (N117238) » «Графики тепловых машин(N101214)» Используемые ресурсы из других общедоступных источников: Картина. «С.Карно» Учебник физики 10 класс. Автор: Г.Я. Мякишев. Интернет – ресурсы: сайт «Социальный навигатор» http :// www.edu.yar.ru / russian / projects / socnav / prep /phis001/ tepl_test.html