Государственное бюджетное
Общеобразовательное учреждение города Москвы
«Гимназия №1516»
107589. г.Москва, ул. Хабаровская. д. 4А; тел(факс) 8-495-460-4366;
https://www.gogi1516.ru/; E-Mail: 1516@edu.mos.ru
ИНН 7718792108 КПП 771801001 ОГРН 1107746022560
Научный проект по физике
Тема: «Тепловые двигатели»
Автор: Идрисов Султан
Ученик 10 «Б» класса
Москва
Г.
Оглавление:
Принцип действия теплового двигателя. 3
Роль нагревателя и холодильника. 3
Грузовой паровой автомобиль автомоторного института НАМИ.. 4
Применение тепловых двигателей. 5
Связь содержания углекислого газа в атмосфере с “масштабным позеленением” и его влияние на экологию России. 7
Экология Москвы.. 8
Список литературы и источников: 10
Принцип действия теплового двигателя
Для того чтобы двигатель совершал работу, необходима разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Во всех тепловых двигателях эта разность давлений достигается за счёт повышения температуры рабочего тела (газа) на сотни или тысячи градусов по сравнению с температурой окружающей среды. Такое повышение температуры происходит при сгорании топлива.
Одна из основных частей двигателя — сосуд, наполненный газом, с подвижным поршнем. Рабочим телом у всех тепловых двигателей является газ, который совершает работу при расширении. Обозначим начальную температуру рабочего тела (газа) через T1. Эту температуру в паровых турбинах или машинах приобретает пар в паровом котле. В двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах повышение температуры происходит при сгорании топлива внутри самого двигателя. Температуру Т1 называют температурой нагревателя.
Роль нагревателя и холодильника
Роль холодильника. По мере совершения работы газ теряет энергию и неизбежно охлаждается до некоторой температуры Т2, которая обычно несколько выше температуры окружающей среды. Её называют температурой холодильника. Холодильником является атмосфера или специальные устройства для охлаждения и конденсации отработанного пара — конденсаторы. В последнем случае температура холодильника может быть немного ниже температуры окружающего воздуха.
Таким образом, в двигателе рабочее тело при расширении не может отдать всю свою внутреннюю энергию на совершение работы. Часть тепла неизбежно передаётся холодильнику (атмосфере) вместе с отработанным паром или выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин.
Эта часть внутренней энергии топлива теряется. Тепловой двигатель совершает работу за счёт внутренней энергии рабочего тела. Причём в этом процессе происходит передача теплоты от более горячих тел (нагревателя) к более холодным (холодильнику). Принципиальная схема теплового двигателя изображена на рисунке 13.13.
Рабочее тело двигателя получает от нагревателя при сгорании топлива количество теплоты Q1, совершает работу А' и передаёт холодильнику количество теплоты Q2 < Q1.
Для того чтобы двигатель работал непрерывно, необходимо рабочее тело вернуть в начальное состояние, при котором температура рабочего тела равна Т1. Отсюда следует, что работа двигателя происходит по периодически повторяющимся замкнутым процессам, или, как говорят, по циклу.
Исходя из вышеперечисленного можно отметить, что благодаря нагревателю происходит нагрев рабочего вещества, от нагревателя к рабочему телу передается тепло. Рабочее тело совершает механическую работу. Холодильнику передается тепло для того, чтобы процесс возвращения системы в исходное состояние происходил при более низкой температуре и работа за цикл была бы отлична от нуля.