WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаФізика → Необоротність процесів. Принцип дії теплових двигунів. ККД теплових двигунів - Реферат

Необоротність процесів. Принцип дії теплових двигунів. ККД теплових двигунів - Реферат


Реферат на тему:
Необоротність процесів. Принцип дії теплових двигунів. ККД теплових двигунів
Тема: Необоротність процесів.
Принцип дії теплових двигунів.
ККД теплових двигунів.
Мета: Дати учням поняття необоротних процесів у природі і показати, що всі реальні теплові процеси необоротні.
Розкрити принцип дії теплового двигуна як установки, в якій внутрішня енергія, що виділяється при згорання палива, перетворюється в механічну.
Пояснити фізичну суть ІІ-го закону термодинаміки.
Основні знання і вміння.
Знати фізичну суть ІІ-го закону термодинаміки.
Знати фізичні принципи дії теплових двигунів і вміти розв'язувати задачі на ККД теплових двигунів.
Хід уроку.
І. Перевірка домашнього завдання і опитування попереднього матеріалу.
1. Як формулюється І-й з-н термодинаміки.
2. Сформулювати з-н збереження енергії.
3. У якому випадку зміна внутрішньої енергії від'ємна?
4. Який процес наз. ізохорним, ізобарним, ізотермічним, адіабатним?
5. Записати рівняння теплового балансу.
6. Розказати про зміну внутрішньої енергії тіла при теплообміні. Як і на основі якого закону складають рівняння І-го 3-ну термодинаміки?
ІІ. Вивчення нового матеріалу.
1. Необоротні процеси.
А) Тепле тіло процес ніколи не спостерігають (теплота не переходить від холодного тіла до гарячого).
Б) Коливання математичного маятника
Зворотний процес не спостерігаються (амплітуда коливань маятника не збільшиться за рахунок охолодження маятника і навколишнього середовища).
В) Кинутий камінь нагріє навколишнє середовище. Зворотний не буде (якщо каменю передати енергію він не зарухається).
Г) Газ розширюється раз самовільно не стиснеться).
Д) Ізотермічне стискання газу приведе, що частина газу вийде через стінки посудини (назад не повернеться).
Е) Процес старіння.
Є) Кіно "навпаки".
Необоротними називають процеси, які можуть самочинно відбуватися тільки в одному певному напрямі, у зворотному напрямі вони можуть відбутися тільки як одна з ланок складнішого процесу.
Процес називається оборотним, якщо він допускає можливість повернення системи до початкового стану без будь-яких змін у зовнішньому середовищі.
Якщо таке повернення здійснити не можна, тобто після закінчення процесу в навколишніх тілах чи в даній системі залишаться якісь зміни, то процес є необоротним.
2. ІІ-й закон термодинаміки.
ІІ-й закон термодинаміки вказує напрям можливих енергетичних перетворень і тим самим виражає необоротність процесів у природі.
Теплота не може переходити сама по собі від тіла менш нагрітого до тіла більш нагрітого.
ІІ-й закон термодинаміки накладає обмеження на перетворення внутрішньої енергії у механічну.
3.Тепловий двигун - це машина, що перетворює внутрішню (теплову) енергію палива у механічну.
Енергія, що виділяється у нагрівнику (за рахунок хімічної реакції, ядерного розпаду) передається робочому тілу (газу) яке розширюючись, виконує механічну роботу. Для того, щоб двигун працював циклічно, газ стискається, віддаючи теплоту холодильнику (навколишньому середовищу.
Процеси, в результаті яких газ повертається і вихідний стан називаються круговими або циклічними.
4. Цикл Карно
З усіх теплових машин, які працюють з нагрівником, що має температуру Т1 і холодильником, що має температуру Т2 найбільший ККД має машина, що працює за оборотним циклом Карно, який складається з 2-х ізотерм (1?2, 3?4) та 2-х адіабат (2?3, 4?1).
Стадії 1?2, 2?3 - робочі, а 3?4, 4?1 допоміжні.
5. ККД теплового двигнуа
1. Ідеальний (для циклу Карно)
2. Термічний (для будь-якого циклу):
3. Реальний (дійсний):
Висновки:
1. ККД визначається лише температурами Т1 і Т2 і не залежить від роду робочої речовини.
2. Способи підвищення ККД:
а) збільшити Т1 і зменшити Т2;
б) збільшити тиск робочого тіла;
в) добитися повнішого згорання палива;
г) зменшення тертя
3. ККД <1. Якщо Т1 = Т2 - двигун не працює.
ІІІ. Розв'язування задач.
Задача №1.
У процесі роботи ідеальної машини за деякий час робоче тіло дістало від нагрівання 8,38.103 Дж теплоти і 80% цієї теплоти передано холодильнику. Визначити ККД.
Дано:
Q1 = 8,38 . 103 Дж
Q2 = 80% Q1 Q2 = 80% Q1 = 0,8 . 8,38 . 103 Дж = 6,704.103 Дж
2. Задача № 2
Якою має бути температура нагрівника, щоб при температурі холодильника 27оС ККД теплової машини становив 80%
Дано:
t2 = 27оС Т2 = t2 + 273 = 300К=
t1 (Т1) - ? ;
t1 = 1500 - 273 = 1427оС
Задача 3.
Теплосилова установка працює за циклом Карно. Визначити ККД, якщо температура нагрівання 600оС,а холодильника 15оС.
Дано:
T1 = 600оС Т1 = 273+600=873 К
t2 = 15оС Т2 = 273+15=288 К
Задача 4.
Визначити ККД машини Корно, якщо температура нагрівника і холодильника відповідно дорівнює 200оС і 15оС. На скільки потрібно підвищити температуру нагрівника, щоб ККД машини зріс удвічі?
T1 = 200оС Т1 = 273+200=473 К
t2 = 15оС Т2 = 273+15=288 К
= 2 . 0,39 = 0,78
?Т- ?
0,78 =
0,78 ( 473+?Т) = 473 +?Т-288
0,78 . 473 +0,78?Т=473+?Т-288
?Т-0,78?Т=0,78.473+288-473
0,22?Т=183,94
?Т=836 К
ІV. Завдання додому: § 28,29.
Розв'язати задачі:
1. Визначити максимальний ККД теплового двигуна, температура нагрівника кого 1200 К, а температура холодильника 900 К (25%)
2. ККД теплової машини 25%. Яку кількість теплоти одержалоробоче тіло від нагрівника, якщо за цей час воно передало холодильнику 3.106 Дж? (4.106 Дж).
Loading...

 
 

Цікаве