Презентация "Тепловые двигатели. К.П.Д. теплового двигателя. Роль тепловых двигателей в народном хозяйстве"

• 1 слайд

  Тепловые двигатели. К.П.Д. теплового двигателя. Роль тепловых двигателей в народном хозяйстве
  

• 2 слайд

  Тепловой машиной называется устройство,
  в котором внутренняя энергия превращается
  в механическую.
  
  
  Примеры тепловых машин:
  Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
  а) карбюраторный двигатель
  б) дизельный двигатель
  в) реактивный двигатель
  Паровые и газовые турбины.
  Что такое тепловая машина?
  

• 3 слайд

  Первые тепловые двигатели
  Кто и когда изобрёл?
  Деви Папин – английский физик,
  один из изобретателей парового
  двигателя.
  1680г. –
  Изобрёл паровой котёл
  1681г. –
  Снабдил его предохранительным клапаном
  1690г. –
  Первым использовал пар для поднятия поршня и описал замкнутый термодинамический цикл парового двигателя.
  1707г. –
  Представил описание своего двигателя
  
  
  

• 4 слайд

  Кто и когда построил?
  Конец 18 века –
  построены первые паровые машины.
  1774 год –
  английским изобретателем Джеймсом Уаттом построена первая универсальная паровая машина.
  С 1775 по 1785 г. –
  фирмой Уатта построено 56 паровых машин.
  С 1785 по 1795г. –
  той же фирмой поставлено уже 144 такие машины.
  
  

• 5 слайд

  Первый паровой автомобиль
  1770г.
  Жан Кюньо –
  французский
  инженер, построил
  первую
  самодвижущуюся тележку, предназначенную
  для передвижения
  артиллерийских орудий
  

• 6 слайд

  «Младший брат» - паровоз
  1803г. –
  Английский изобретатель Ричард Тревитик сконструировал первый паровоз.
  Через 5 лет Тревитик построил новый паровоз.
  он развивал скорость до 30 км/ч
  1816г. –
  Не имея поддержки,
  Тревитик разорился и уехал
  в Южную Америку
  

• 7 слайд

  Решающая роль
  1781-1848г. –
  Английский конструктор и изобретатель Джордж Стефенсон
  1814г. –
  Начал заниматься строительством паровозов.
  1823г. –
  Основал первый в мире паровозостроительный завод
  1829г. –
  На соревновании лучших локомотивов первое место занял паровоз Стефенсона «Ракета».
  Его мощность составляла 13 л.с., а скорость 47 км/ч.
  
  
  финиш
  

• 8 слайд

  Двигатель внутреннего сгорания
  1860г. –
  Французским механиком Ленуаром был изобретён двигатель внутреннего сгорания
  1878г. –
  Немецким изобретателем Отто
  сконструирован четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания.
  1825г. –
  Немецким изобретателем Даймлером был создан бензиновый двигатель внутреннего сгорания
  Примерно в то же время
  Бензиновый двигатель был разработан Костовичем в России.
  
  

• 9 слайд

  Двигатели Дизеля
  1896г. –
  Немецкий инженер Рудольф Дизель
  сконструировал двигатель внутреннего сгорания в котором сжималась не горючая смесь, а воздух.
  
  Это наиболее экономичные тепловые двигатели 1)работают на дешёвых видах топлива 2) имеют КПД 31-44%
  29 сентября 1913г.
  Сел на пароход, отправлявшийся в Лондон. Наутро его в каюте не нашли. Считается, что он покончил с собой, бросившись ночью в воды Ла-Манша.
  специальное устройство
  карбюратор
  дизели
  

• 10 слайд

  Тепловые машины могут быть устроены
  различным образом, но в любой тепловой
  машине должно быть рабочее вещество,
  или тело, которое в рабочей части машины
  совершает механическую работу, нагреватель,
  где рабочее вещество получает энергию и
  холодильник отбирающий у рабочего тела
  тепло.
  Рабочим веществом может быть водяной
  пар или газ.
  

• 11 слайд

  Рабочее
  тело
  Q1
  Q2
  Нагреватель Т1
  Холодильник Т2
  Основные части тепловой машины.
  A = Q1 – Q2
  A = Q1 – Q2
  A = Q1 – Q2
  A = Q1 – Q2
  A = Q1 – Q2
  A = Q1 – Q2
  A = Q1 – Q2
  A = Q1 – Q2
  A = Q1 – Q2
  A = Q1 – Q2
  

• 12 слайд

  КПД теплового двигателя (машины)
  
  Коэффициентом полезного действия теплового двигателя (КПД) называется отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя:
  Коэффициент полезного действия любого теплового двигателя меньше единицы и выражается в процентах. Невозможность превращения всего количества теплоты, полученного от нагревателя, в механическую работу является платой за необходимость организации циклического процесса и следует из второго закона термодинамики.
  Что это такое?
  

• 13 слайд

  Цикл Карно. КПД идеального теплового двигателя
  
  Наибольшим КПД при заданных температурах нагревателя Tнагр и холодильника Tхол обладает тепловой двигатель, где рабочее тело расширяется и сжимается по циклу Карно график которого состоит из двух изотерм (2–3 и 4–1) и двух адиабат (3–4 и 1–2).
  

• 14 слайд

  В реальных тепловых двигателях КПД определяют по экспериментальной механической мощности N двигателя и сжигаемому за единицу времени количеству топлива. Так, если за время t сожжено топливо массой m и удельной теплотой сгорания q, то
  Для транспортных средств справочной характеристикой часто является объем V сжигаемого топлива на пути s при механической мощности двигателя N и при скорости   . В этом случае, учитывая плотность r топлива, можно записать формулу для расчета КПД:
  

• 15 слайд

  Коэффициент полезного
  действия некоторых тепловых
  машин.
  Карбюраторный двигатель 25%
  Дизельный двигатель 38%
  Реактивный двигатель 30%
  Паровая турбина 25%
  Газовая турбина 55%
  

• 16 слайд

  Экологические последствия работы тепловых двигателей
  
  Интенсивное использование тепловых машин на транспорте и в энергетике (тепловые и атомные электростанции) ощутимо влияет на биосферу Земли. Хотя о механизмах влияния жизнедеятельности человека на климат Земли идут научные споры, многие ученые отмечают факторы, благодаря которым может происходить такое влияние:
  

• 17 слайд

  
  Парниковый эффект – повышение концентрации углекислого газа (продукт сгорания в нагревателях тепловых машин) в атмосфере. Углекислый газ пропускает видимое и ультрафиолетовое излучение Солнца, но поглощает инфракрасное излучение, идущее в космос от Земли. Это приводит к повышению температуры нижних слоев атмосферы, усилению ураганных ветров и глобальному таянию льдов.
  
  Прямое влияние ядовитых выхлопных газов на живую природу (канцерогены, смог, кислотные дожди от побочных продуктов сгорания).
  
  Разрушение озонового слоя при полетах самолетов и запусках ракет. Озон верхних слоев атмосферы защищает все живое на Земле от избыточного ультрафиолетового излучения Солнца.
  Экологические последствия работы тепловых двигателей
  

• 18 слайд

  Человек собирается купить автомобиль сроком на три года, но не может выбрать, какой автомобиль приобрести, с дизельным двигателем, который стоит 23 тысячи долларов, либо автомобиль с бензиновым двигателем стоимостью 20 тысяч долларов. Мощности автомобилей одинаковые и равны 100 кВт. За год он на автомобиле планирует проезжать около 10 тысяч километров. Средняя скорость движения 72 км/ч. Какой вариант покупки экономически будет более выгодным? Цена за один литр: дизельное топливо 15 руб., бензин 18 руб.
  Плотность бензина 710 кг/м3 диз. топливо 820 кг/м3.
  Удельная теплота сгорания соответственно
  156*10^6 Дж./кг , 127*10^6. Дж/кг.