|
Тепловые
двигатели. Машины, преобразующие внутреннюю энергию
механическую работу называют тепловыми двигателями |
||
|
|
||
|
Хронология изобретений: 1690 - пароатмосферная машина Д.Папена (Франция) - теоретически 1698 - пароатмосферная
машина Т.Севери (Англия) 1705 - пароатмосферная
машина Т.Ньюкомена (Англия) 1763 - паровая машина И.Ползунова (Россия) 1774 - паровая машина Д.Уатта (Англия) 1860 - двигатель внутреннего сгорания Ленуара
(Франция) 1865 - двигатель внутреннего сгорания Н.Отто
(Германия) 1871 - холодильная машина К.Линде (Германия) 1887 - паровая турбина К.Лаваля (Швеция) 1897 - двигатель внутреннего сгорания Р.Дизеля (Германия) |
|
|
|
Круговой (циклический) процесс - если в
результате изменений система вернулась в исходное состояние, то говорят, что
она совершила круговой процесс или цикл. А1а2>А1б2
- по модулю (из сравнения площадей). А1а2>0 А1б2<0 Суммарная работа за циклический процесс
численно равна площади, ограниченной линией процесса. Из второго з-на
термодинамики: ни один тепловой двигатель не может иметь кпд равный единице
(100%).
где А - работа двигателя за цикл, Q - количество теплоты, полученное
двигателем за цикл. |
|
|
|
Принцип работы теплового двигателя: Q = A' + DU - количество теплоты, переданное системе
расходуется на совершение этой системой механической работы и на увеличение
ее внутренней энергии (т.е. система должно отдать тепло в окружающее
пространство) - 1-й з-н термодинамики. |
Q = A' + DU |
|
|
Нагреватель передает тепло рабочему телу при температуре Т1. Рабочее тело совершает полезную механическую работу A'. Холодильник (охладитель) получает часть тепла, обеспечивая
циклический процесс. A' = Q1 - Q2 Коэффициент полезного
действия теплового двигателя: |
|
|
|
Кпд реальных двигателей: турбореактивный - 20 -30%; карбюраторный - 25 -30%, дизельный -
35-45%. 0 - 1 - впуск горючей смеси (изобара) 1 - 2 - сжатие (адиабата) 2 - загорание горючей смеси 2 -3 -резкое возрастание давления (изохора) 3 -4 - рабочий ход (адиабата) 4 - 0 - выпуск |
|
|
|
Идеальная тепловая машина - машина Карно (Сади Карно,
Франция, 1815). Машина работает на идеальном газе. 1 - 2 - при тепловом контакте с
нагревателем газ расширяется изотермически. 2 -3 - газ расширяется адиабатно. После контакта с холодильником: 3 -4 - изотермическое сжатие; 4 -1 - адиабатное сжатие. |
|
|
|
КПД идеальной машины:
h является функцией только двух температур,
не зависит от устройства машины и вида топлива. |
|
|
|
Теорема Карно: кпд реальной тепловой машины не может быть больше кпд
идеальной машины, работающей в том же интервале температур. |
|
|
|
Цикл Карно обратим. Машина, работающая по
обратному циклу наз. холодильной машиной. |
|
|
Рекомендуем использовать новую версию сайта!
