Полезная мощность теплового двигателя равна 2 квт
- Главная
- Вопросы & Ответы
- Вопрос 6450858
Пармезан Черница
более месяца назад
Просмотров : 16
Ответов : 1
Лучший ответ:
Энджелл
comment
более месяца назад
Ваш ответ:
Комментарий должен быть минимум 20 символов
Чтобы получить баллы за ответ войди на сайт
Лучшее из галереи за : неделю месяц все время
Другие вопросы:
Пармезан Черница
Приведите примеры экспериментов с равновозможными результатами Приведите примеры экспериментов с равновозможными результатами
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 23
Ответов : 1
Энджелл
Какова вероятность того,что при одном бросании игрального кубика выпадет количество очков, равное 1) двум; 2) пяти лет; 3) нечетному Какова вероятность того,что при одном бросании игрального кубика выпадет количество очков, равное
1) двум; 2) пяти лет; 3) нечетному числу; 4) числу, которое кра…
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 29
Ответов : 1
Таня Масян
Какова вероятность того, что при бросании игрального кубика выпадет количество очков, равное: 1) парном числу; 2) числу, которое не делится надел Какова вероятность того, что при бросании игрального кубика выпадет количество очков, равное:
1) парном числу; 2) числу, которое не делится надел…
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 12
Ответов : 1
Зачетный Опарыш
Чтобы сдать экзамен по математике, надо изучить 30 билетов. Ученик изучил 25 билетов. Какова вероятность того, что он вытащит билет, ответ на который знает? Чтобы сдать экзамен по математике, надо изучить 30 билетов. Ученик изучил 25 билетов. Какова вероятность того, что он вытащит билет, ответ на…
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 32
Ответов : 1
Суррикат Мими
Чтобы сдать экзамен по математике, надо изучить 25 билетов. Ученик не выучил только один билет. Какова вероятность того, что он вытащит именно этот билет? Чтобы сдать экзамен по математике, надо изучить 25 билетов. Ученик не выучил только один билет. Какова вероятность того, что он вытащит именно эт…
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 27
Ответов : 1
На чтение 8 мин. Обновлено 13 ноября, 2020
Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания
Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.
916. Газ, расширяясь, охлаждается. Почему?
Потому что газ совершает работу, тем самым теряя внутреннюю энергию.
917. Когда внутренняя энергия газа в цилиндре двигателя внутреннего сгорания больше: после проскакивания искры или к концу рабочего хода?
Внутренняя энергия больше в моменты после проскакивания искры. В момент детонации и сгорания топлива в ДВС высвобождается та энергия, за счет которой работает ДВС. К концу рабочего хода вся энергия сгорания топлива переходит в механическую энергию вращения коленвала.
918. Какое количество теплоты выделилось при торможении до полной остановки грузовика массой 6,27 т, вначале ехавшего со скоростью 57,6 км/ч?
919. Какая работа совершена внешними силами при обработке железной заготовки массой 300 г, если она нагрелась на 200 °С?
920. На токарном станке обтачивается деталь со скоростью 1,5 м/с. Сила сопротивления равна 8370 Н. Какое количество теплоты выделится в данном процессе за пять минут?
921. Считая, что вся энергия идет на полезную работу, найдите, какое количество энергии в час необходимо тепловому двигателю мощностью 735 Вт?
922. Приняв, что вся тепловая энергия угля обращается в полезную работу, рассчитайте, какого количества каменного угля в час достаточно для машины мощностью 733 Вт?
923. Нагреватель за некоторое время отдает тепловому двигателю количество теплоты, равное 150 кДж, а холодильник за это же время получает от теплового двигателя количество теплоты, равное 100 кДж. Определите полезную работу двигателя за это время.
924. Нагреватель за некоторое время отдает тепловому двигателю количество теплоты, равное 120 кДж. Тепловой двигатель совершает при этом полезную работу 30 кДж.
925. Тепловой двигатель получает от нагревателя количество теплоты, равное 600 кДж. Какую полезную работу совершит тепловой двигатель, если его КПД равен 30% ?
926. Нагреватель отдает тепловому двигателю за 30 мин количество теплоты, равное 460 МДж, а тепловой двигатель отдает количество теплоты, равное 280 МДж. Определите полезную мощность двигателя.
927. Паровой молот мощностью 367 кВт получает от нагревателя в час количество теплоты, равное 6720 МДж. Какое количество теплоты в час получает холодильник?
928. Нагреватель отдает тепловому двигателю количество теплоты, равное 20 кДж. За то же время тепловой двигатель отдает холодильнику количество теплоты, равное 15 кДж. Найдите работу, совершенную тепловым двигателем, и его КПД.
929. Какое количество теплоты получил тепловой двигатель за 1 ч, если его полезная мощность равна 2 кВт, а КПД равен 12% ?
930. Полезная мощность механизма 800 Вт, КПД равен 12%. Какое количество теплоты получает механизм в час?
931. Мопед, едущий со скоростью 20 км/ч, за 100 км пути расходует 1 кг бензина. КПД его двигателя равен 22%. Какова полезная мощность двигателя?
932. Определите КПД двигателя внутреннего сгорания мощностью 36,6 кВт, который сжигает в течение одного часа 10 кг нефти.
933. Каков КПД мотора мощностью 3660 Вт, который за час расходует 1,5 кг бензина?
934. Мощность паровой машины 366,5 кВт, КПД равен 20%. Сколько сгорает каменного угля в топке паровой машины за час?
935. Сколько бензина расходует в час мотор мощностью 18 300 Вт с КПД 30% ?
936. Сколько надо в час бензина для двигателя мощностью 29,4 кВт, если коэффициент полезного действия двигателя 33% ?
937. Паровая машина мощностью 220 кВт имеет КПД 15%. Сколько каменного угля сгорает в ее топке за 8 ч?
938. Нагреватель за час отдает тепловому двигателю количество теплоты, равное 25,2 МДж. Каков КПД двигателя, если его мощность 1,47 кВт?
939. Современные паровые механизмы расходуют 12,57 МДж в час на 735 Вт. Вычислите КПД таких механизмов.
940. Нагреватель в течение часа отдает паровому молоту на каждые 735 Вт его механической мощности количество теплоты, равное 21,4 МДж. Вычислите КПД молота и сравните его с КПД механизмов из предыдущей задачи.
941. Тепловой двигатель мощностью 1500 кВт имеет КПД 30%. Определите количество теплоты, получаемое двигателем в течение часа.
942. Какое количество теплоты получает в течение часа двигатель Дизеля мощностью 147 кВт и с КПД, равным 34% ?
943. Тепловой двигатель мощностью 1 кВт имеет КПД 25%. Какое количество теплоты в час он получает?
944. Сколько каменного угля в час расходуется тепловым двигателем с КПД, равным 30%, и мощностью 750 Вт?
945. Мощность двигателей океанского лайнера 29,4 МВт, а их КПД равен 25%. Какое количество нефти израсходует лайнер за 5 суток?
946. Бензиновый двигатель мощностью 3660 Вт имеет КПД, равный 30%. На сколько времени работы хватит стакана (200 г) бензина для этого двигателя?
947. Мощность дизельного двигателя 367 кВт, КПД 30%. На сколько суток непрерывной работы хватит запаса нефти 60 т такому двигателю?
Источник
Какое количество теплоты получил тепловой двигатель за час,если его полезная мощность ровна 2киловат,а КПД =12%
Другие вопросы из категории
На каких примерах можно показать, что работа и энергия — физические величины, связанные друг с другом.
Читайте также
Какое количество теплоты необходимо сообщить олову массой 2г уже нагретому до температуры плавления чтобы расплавить его полностью?
2 Какую массу пара требуется обратить в воду при температуре 100 С, чтобы нагреть железный радиатор массой 10 кг от 10 до 90 С
3 Тепловой двигатель за некоторое время получает от нагревателя количество теплоты равное 150 кДж и отдает холодильнику количество теплоты равное 100 кДж.Определите
полезную работу двигателя за это время.
4 Тепловой двигатель за некоторое время получает от нагревателя количество теплоты равное 120 кДж и совершает при этом полезную работу 30 кДж.Определите КПД такого двигателя.
1) 1 Дж; 2) 0,38 Дж; 3) 380 Дж; 4) 3,8 Дж; 5) 380 000 Дж.
А19. Какое количество теплоты потребуется для нагревания цинка массой 250 г на 1 0С?
1) 1900 Дж; 2) 260 Дж; 3) 95 Дж; 4) 38 Дж; 5) 3800 Дж.
А20. Какое количество теплоты потребуется для нагревания латуни массой 250 г от 20 0С до 620 0С?
1) 17 600 Дж; 2) 570 000 Дж; 3) 2600 Дж; 4) 130 000 Дж; 5) 57 000 Дж.
А21. Какое количество теплоты потребуется для нагревания воды массой 0,5 кг от 20 0С до 21 0С?
1) 2,1 кДж; 2) 6,8 кДж; 3) 8,4 кДж; 4) 21 кДж; 5) 42 кДж.
А22. Алюминиевую ложку массой 50 г при температуре 20 0С опускают в горячую воду при температуре 70 0С. Какое количество теплоты получает ложка?
1) 4,8 кДж; 2) 19 кДж; 3) 138 кДж; 4) 54,2 кДж; 5) 2,3 кДж.
А23. На сколько градусов нагреется цинковая деталь массой 40 г, если ей сообщить 760 Дж энергии?
1) 10 0С; 2) 20 0С; 3) 50 0С; 4) 4 0С; 5) 1 0С.
А24. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании древесного угля массой 10 кг?
1) 3,4 х 107 Дж; 2) 3,4 х 106 Дж; 3) 3,4 х 108 Дж.
А25. Сколько килограммов дров надо сжечь, чтобы получить такое же количество теплоты, как при сжигании 2 кг каменного угля?
1) 6,8 кг; 2) 5,4 кг; 3) 8,4 кг.
А26. Удельная теплота сгорания топлива – это количество теплоты, выделяющееся:
1) при полном сгорании топлива;
2) при сгорании топлива;
3) при сгорании топлива массой 1 кг.
А27. При смешивании горячей воды массой 0,2 кг при температуре 40 0С с холодной массой 0,2 кг при температуре 15 0С получили смесь температурой 27 0С. Какое количество теплоты отдано горячей водой (Q1)?
1) 17 600 Дж; 2) 12 500 Дж; 3) 8600 Дж; 4) 15 100 Дж; 5) 10 900 Дж.
А28. Какое количество было получено холодной водой (Q2)?
1) 10 800 Дж; 2) 13 400 Дж; 3) 12 000 Дж; 4) 16 800 Дж; 5) 8000 Дж.
А29. Одинаковое ли количество теплоты отдано горячей водой и получено холодной?
1) Q1 = Q2; 2) Q1 > Q2; 3) Q1 Q2; 3) Q1 5-9 класс физика ответов 2
Источник
Какое количество теплоты получил тепловой двигатель за час,если его полезная мощность ровна 2киловат,а КПД =12%
Другие вопросы из категории
На каких примерах можно показать, что работа и энергия — физические величины, связанные друг с другом.
Читайте также
Какое количество теплоты необходимо сообщить олову массой 2г уже нагретому до температуры плавления чтобы расплавить его полностью?
2 Какую массу пара требуется обратить в воду при температуре 100 С, чтобы нагреть железный радиатор массой 10 кг от 10 до 90 С
3 Тепловой двигатель за некоторое время получает от нагревателя количество теплоты равное 150 кДж и отдает холодильнику количество теплоты равное 100 кДж.Определите
полезную работу двигателя за это время.
4 Тепловой двигатель за некоторое время получает от нагревателя количество теплоты равное 120 кДж и совершает при этом полезную работу 30 кДж.Определите КПД такого двигателя.
1) 1 Дж; 2) 0,38 Дж; 3) 380 Дж; 4) 3,8 Дж; 5) 380 000 Дж.
А19. Какое количество теплоты потребуется для нагревания цинка массой 250 г на 1 0С?
1) 1900 Дж; 2) 260 Дж; 3) 95 Дж; 4) 38 Дж; 5) 3800 Дж.
А20. Какое количество теплоты потребуется для нагревания латуни массой 250 г от 20 0С до 620 0С?
1) 17 600 Дж; 2) 570 000 Дж; 3) 2600 Дж; 4) 130 000 Дж; 5) 57 000 Дж.
А21. Какое количество теплоты потребуется для нагревания воды массой 0,5 кг от 20 0С до 21 0С?
1) 2,1 кДж; 2) 6,8 кДж; 3) 8,4 кДж; 4) 21 кДж; 5) 42 кДж.
А22. Алюминиевую ложку массой 50 г при температуре 20 0С опускают в горячую воду при температуре 70 0С. Какое количество теплоты получает ложка?
1) 4,8 кДж; 2) 19 кДж; 3) 138 кДж; 4) 54,2 кДж; 5) 2,3 кДж.
А23. На сколько градусов нагреется цинковая деталь массой 40 г, если ей сообщить 760 Дж энергии?
1) 10 0С; 2) 20 0С; 3) 50 0С; 4) 4 0С; 5) 1 0С.
А24. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании древесного угля массой 10 кг?
1) 3,4 х 107 Дж; 2) 3,4 х 106 Дж; 3) 3,4 х 108 Дж.
А25. Сколько килограммов дров надо сжечь, чтобы получить такое же количество теплоты, как при сжигании 2 кг каменного угля?
1) 6,8 кг; 2) 5,4 кг; 3) 8,4 кг.
А26. Удельная теплота сгорания топлива – это количество теплоты, выделяющееся:
1) при полном сгорании топлива;
2) при сгорании топлива;
3) при сгорании топлива массой 1 кг.
А27. При смешивании горячей воды массой 0,2 кг при температуре 40 0С с холодной массой 0,2 кг при температуре 15 0С получили смесь температурой 27 0С. Какое количество теплоты отдано горячей водой (Q1)?
1) 17 600 Дж; 2) 12 500 Дж; 3) 8600 Дж; 4) 15 100 Дж; 5) 10 900 Дж.
А28. Какое количество было получено холодной водой (Q2)?
1) 10 800 Дж; 2) 13 400 Дж; 3) 12 000 Дж; 4) 16 800 Дж; 5) 8000 Дж.
А29. Одинаковое ли количество теплоты отдано горячей водой и получено холодной?
1) Q1 = Q2; 2) Q1 > Q2; 3) Q1 Q2; 3) Q1 5-9 класс физика ответов 2
Источник
На чтение 11 мин. Обновлено 19 ноября, 2020
Чему равна работа совершенная тепловым двигателем за один цикл если кпд
Формулы, используемые на уроках «Задачи на КПД тепловых двигателей».
Название величины
Обозначение
Единица измерения
Формула
Масса топлива
Удельная теплота сгорания топлива
Полезная работа
Ап = ɳ Q
Затраченная энергия
Q = qm
КПД
Относится ли ружьё к тепловым двигателям? Да, так как при выстреле внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1. Определите КПД двигателя автомобиля, которому для выполнения работы 110,4 МДж потребовалось 8 кг бензина.
Задача № 2. Определите КПД двигателя автомобиля, которому для выполнения работы 220,8 МДж потребовалось 16 кг бензина.
Задача № 3. Определите КПД двигателя автомобиля, которому для выполнения работы 27,6 МДж потребовалось 2 кг бензина.
Задача № 4. На теплоходе установлен дизельный двигатель мощностью 80 кВт с КПД 30%. На сколько километров пути ему хватит 1 т дизельного топлива при скорости движения 20 км/ч? Удельная теплота сгорания дизельного топлива 43 МДж/кг.
Задача № 5. Патрон травматического пистолета «Оса» 18 x 45 мм, содержит резиновую пулю массой 8,4 г. Определите КПД патрона, если пуля при выстреле приобрела скорость 140 м/с. Масса порохового заряда патрона составляет 0,18 г, удельная теплота сгорания пороха 3,8 • 10 6 Дж/кг.
Задача № 6. Первый гусеничный трактор конструкции А. Ф. Блинова, 1888 г., имел два паровых двигателя. За 1 ч он расходовал 5 кг топлива, у которого удельная теплота сгорания равна 30 • 10 6 Дж/кг. Вычислите КПД трактора, если мощность двигателя его была равна около 1,5 кВт.
Задача № 7. Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу, равную 2,3 • 10 4 кДж, и при этом израсходовал бензин массой 2 кг. Вычислите КПД этого двигателя.
Задача № 8. За 3 ч пробега автомобиль, КПД которого равен 25%, израсходовал 24 кг бензина. Какую среднюю мощность развивал двигатель автомобиля при этом пробеге?
Задача № 9. Двигатель внутреннего сгорания мощностью 36 кВт за 1 ч работы израсходовал 14 кг бензина. Определите КПД двигателя.
Задача № 10. ОГЭ Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, 80 % теплоты, полученной от нагревания, передаёт охладителю. Количество теплоты, получаемое рабочим телом за один цикл от нагревателя, Q1 = 6,3 Дж. Найти КПД цикла ɳ и работу А, совершаемую за один цикл.
Задача № 11. ЕГЭ Тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 2,94 кДж и отдаёт за один цикл охладителю количество теплоты Q2 = 13,4 кДж. Найти КПД цикла ɳ.
Задача № 12. Снегоуборочная машина мощностью 40 кВт за 1 час работы расходует примерно 5 л бензина. Каков КПД снегоуборочной машины? Удельная теплота сгорания бензина 46 МДж/кг, плотность бензина — 710 кг/м 3 .
Краткая теория для решения Задачи на КПД тепловых двигателей.
Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на КПД тепловых двигателей». Выберите дальнейшие действия:
Источник
Газовые циклы, КПД тепловых машин (страница 2)
Идеальная тепловая машина с КПД 55 (%) за цикл работы получает от нагревателя 100 Дж. Какую полезную работу машина совершает за цикл? (Ответ дайте в джоулях.)
Под полезной работой понимается работа, которую совершила тепловая машина за цикл.
КПД тепловой машины можно найти по формуле: [eta=dfrac>>>] Выразим работу, совершенную тепловой машиной за цикл: [A_text=eta cdot Q_>] [A_text=0,55cdot100text=55text]
Тепловая машина за цикл работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 100 Дж, и отдает холодильнику количество теплоты, равное 40 Дж. Чему равен КПД тепловой машины? (Ответ дайте в процентах.)
Тепловая машина за цикл совершает работу 50 Дж и отдает холодильнику количество теплоты, равное 100 Дж. Чему равен КПД тепловой машины? (Ответ дайте в долях единицы и округлите до сотых.)
КПД тепловой машины: [eta=1-dfrac>>>>] Зная работу тепловой машины за цикл и количество теплоты, отданное холодильнику, можно найти количество теплоты, принятое нагревателем: [A=Q_>-Q_>] [Q_>=A+Q_>] [Q_text=50text+100text=150text] Найдем КПД тепловой машины: [eta=1-dfrac>>approx 0,33]
Тепловая машина с КПД 60 (%) за цикл работы отдает холодильнику количество теплоты, равное 100 Дж. Какое количество теплоты за цикл машина получает от нагревателя? (Ответ дайте в джоулях.)
КПД тепловой машины можно найти по формуле: [eta=1-dfrac>>>>] Выразим отсюда количество теплоты, которое машина получает от нагревателя за цикл: [Q_>=dfrac>>] [Q_text = dfrac>=250 text]
КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен (eta= 60%) . Если температуру нагревателя увеличить в два раза, а температуру холодильника уменьшить в 2 раза, чему будет равен КПД тепловой машины? (Ответ дайте в процентах.)
КПД идеальной тепловой машины в первом случае: [eta_o=1-dfraco>>o>>] Выразим отсюда отношение температуры холодильника к температуре нагревателя: [dfraco>>o>>=1-0,6=0,4] Найдем КПД тепловой машины во втором случае: [eta=1-dfrac>>>>,] где температура холодильника уменьшилась в два раза (T_> = dfraco>> ) , а температура нагревателя увеличилась в 2 раза (T_> = 2T_o>) . [eta=1-dfraccdotdfraco>>o>>] [eta=1-dfraccdot=0,9=90%]
В некотором циклическом процессе КПД двигателя 50%, за цикл газ отдаёт холодильнику 50 Дж. Чему равна теплота, отданная от нагревателя рабочему телу?
Источник
Физика. 10 класс
Конспект урока
Физика, 10 класс
Урок 25. Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
1) Понятие теплового двигателя;
2)Устройство и принцип действия теплового двигателя;
3)КПД теплового двигателя;
Глоссарий по теме
Тепловой двигатель – устройство, в котором внутренняя энергия топлива превращается в механическую.
КПД (коэффициент полезного действия) – это отношение полезной работы, совершенной данным двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.
Двигатель внутреннего сгорания – двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя.
Реактивный двигатель – двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.
Цикл Карно – это идеальный круговой процесс, состоящий из двух адиабатных и двух изотермических процессов.
Нагреватель – устройство, от которого рабочее тело получает энергию, часть которой идет на совершение работы.
Холодильник – тело, поглощающее часть энергии рабочего тела (окружающая среда или специальные устройства для охлаждения и конденсации отработанного пара, т.е. конденсаторы).
Рабочее тело — тело, которое расширяясь, совершает работу (им является газ или пар)
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 269 – 273.
2. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. -М.: Дрофа,2014. – С. 87 – 88.
Открытые электронные ресурсы по теме урока
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Сказки и мифы разных народов свидетельствуют о том, что люди всегда мечтали быстро перемещаться из одного места в другое или быстро совершать ту или иную работу. Для достижения этой цели нужны были устройства, которые могли бы совершать работу или перемещаться в пространстве. Наблюдая за окружающим миром, изобретатели пришли к выводу, что для облегчения труда и быстрого передвижения нужно использовать энергию других тел, к примеру, воды, ветра и т.д. Можно ли использовать внутреннюю энергию пороха или другого вида топлива для своих целей? Если мы возьмём пробирку, нальём туда воду, закроем её пробкой и будем нагревать. При нагревании вода закипит, и образовавшие пары воды вытолкнут пробку. Пар расширяясь совершает работу. На этом примере мы видим, что внутренняя энергия топлива превратилась в механическую энергию движущейся пробки. При замене пробки поршнем способным перемещаться внутри трубки, а саму трубку цилиндром, то мы получим простейший тепловой двигатель.
Тепловой двигатель – тепловым двигателем называется устройство, в котором внутренняя энергия топлива превращается в механическую.
Вспомним строение простейшего двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндра, внутри которого перемещается поршень. Поршень с помощью шатуна соединяется с коленчатым валом. В верхней части каждого цилиндра имеются два клапана. Один из клапанов называют впускным, а другой – выпускным. Для обеспечения плавности хода поршня на коленчатом вале укреплен тяжелый маховик.
Рабочий цикл ДВС состоит из четырех тактов: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.
Во время первого такта открывается впускной клапан, а выпускной клапан остается закрытым. Движущийся вниз поршень засасывает в цилиндр горючую смесь.
Во втором такте оба клапана закрыты. Движущийся вверх поршень сжимает горючую смесь, которая при сжатии нагревается.
В третьем такте, когда поршень оказывается в верхнем положении, смесь поджигается электрической искрой свечи. Воспламенившаяся смесь образует раскаленные газы, давление которых составляет 3 -6 МПа, а температура достигает 1600 -2200 градусов. Сила давления толкает поршень вниз, движение которого передается коленчатому валу с маховиком. Получив сильный толчок маховик будет дальше вращаться по инерции, обеспечивая движение поршня и при последующих тактах. Во время этого такта оба клапана остаются закрытыми.
В четвертом такте открывается выпускной клапан и отработанные газы движущимся поршнем выталкиваются через глушитель (на рисунке не показан) в атмосферу.
Любой тепловой двигатель включает в себя три основных элемента: нагреватель, рабочее тело, холодильник.
Для определения эффективности работы теплового двигателя вводят понятие КПД.
Коэффициентом полезного действия называют отношение полезной работы, совершенной данным двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.
Q1 – количество теплоты полученное от нагревания
Q2 – количество теплоты, отданное холодильнику
– работа, совершаемая двигателем за цикл.
Этот КПД является реальным, т.е. как раз эту формулу и используют для характеристики реальных тепловых двигателей.
Зная мощность N и время работы t двигателя работу, совершаемую за цикл можно найти по формуле
Передача неиспользуемой части энергии холодильнику.
В XIX веке в результате работ по теплотехнике французский инженер Сади Карно предложил другой способ определения КПД (через термодинамическую температуру).
Главное значение этой формулы состоит в том, что любая реальная тепловая машина, работающая с нагревателем, имеющим температуру Т1, и холодильником с температурой Т2, не может иметь КПД, превышающий КПД идеальной тепловой машины. Сади Карно, выясняя при каком замкнутом процессе тепловой двигатель будет иметь максимальный КПД, предложил использовать цикл, состоящий из 2 адиабатных и двух изотермических процессов
Цикл Карно — самый эффективный цикл, имеющий максимальный КПД.
Не существует теплового двигателя, у которого КПД = 100% или 1.
Формула дает теоретический предел для максимального значения КПД тепловых двигателей. Она показывает, что тепловой двигатель тем эффективнее, чем выше температура нагревателя и ниже температура холодильника. Лишь при температуре холодильника, равной абсолютному нулю, η = 1.
Но температура холодильника практически не может быть ниже температуры окружающего воздуха. Повышать температуру нагревателя можно. Однако любой материал (твердое тело) обладает ограниченной теплостойкостью, или жаропрочностью. При нагревании он постепенно утрачивает свои упругие свойства, а при достаточно высокой температуре плавится.
Сейчас основные усилия инженеров направлены на повышение КПД двигателей за счет уменьшения трения их частей, потерь топлива вследствие его неполного сгорания и т. д. Реальные возможности для повышения КПД здесь все еще остаются большими.
Повышение КПД тепловых двигателей и приближение его к максимально возможному — важнейшая техническая задача.
Тепловые двигатели – паровые турбины, устанавливают также на всех АЭС для получения пара высокой температуры. На всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели: на автомобильном – поршневые двигатели внутреннего сгорания; на водном – двигатели внутреннего сгорания и паровые турбины; на железнодорожном – тепловозы с дизельными установками; в авиационном – поршневые, турбореактивные и реактивные двигатели.
Сравним эксплуатационные характеристики тепловых двигателей.
Паровой двигатель – 8%.
Паровая турбина – 40%.
Газовая турбина – 25-30%.
Двигатель внутреннего сгорания – 18-24%.
Дизельный двигатель – 40– 44%.
Реактивный двигатель – 25%.
Широкое использование тепловых двигателей не проходит бесследно для окружающей среды: постепенно уменьшается количество кислорода и увеличивается количество углекислого газа в атмосфере, воздух загрязняется вредными для здоровья человека химическими соединениями. Возникает угроза изменения климата. Поэтому нахождение путей уменьшения загрязнения окружающей среды является сегодня одной из наиболее актуальных научно-технических проблем.
Примеры и разбор решения заданий
1. Какую среднюю мощность развивает двигатель автомобиля, если при скорости 180 км/ч расход бензин?