Termiska motorer: Princip för drift, enhet, system
Låt oss överväga termiska motorer, driftsprincipendessa mekanismer. I jordskorpan och oceanerna kan reserverna för intern energi anses vara obegränsad. För att lösa praktiska problem är det helt klart inte tillräckligt. Enheten och driftsprincipen för värmemotorn måste vara känd för att driva svarvar och fordon. En person behöver sådana enheter som kan göra ett bra arbete.
Termiska motorer, handlingsprincipen som vi kommer att överväga är de viktigaste på vår planet. Det är i dem att den inre energin omvandlas till en mekanisk form.
Egenskaper hos en värmemotor
Vilken är värmemotorns princip? Kortfattat kan det representeras på ett enkelt experiment. Om du häller vatten i ett provrör, stäng det med en kork, låt det koka, det kommer att flyga ut. Anledningen till att pluggen sitter fast är att ångan utför internt arbete. Processen åtföljs av omvandlingen av den inre energin hos ångan till ett kinetiskt värde för pluggen. Termiska motorer, vars arbetsprincip liknar det beskrivna experimentet, skiljer sig åt i struktur. Istället för ett provrör används en metallcylinder. Pluggen ersätts av en kolv som passar tätt mot väggarna som rör sig längs cylindern.
Handlingsalgoritmen
Vilken är värmemotorns princip? Grad 10 anser denna fråga i fysiklektioner. Termiska maskiner kallar killarna mekanismerna där omvandlingen av den inre energin hos bränsle till en mekanisk form observeras.
För att göra ett användbart arbete hos motorn,ett differentialtryck skapas på båda sidor av kolven eller bladen av en kraftfull turbin. För att uppnå denna tryckskillnad stiger arbetsvätskans temperatur med tusentals grader jämfört med dess genomsnittliga i miljön. Det finns en liknande ökning i temperaturen vid förbränning av bränsle.
Temperaturförändringar
Alla moderna termiska maskiner är utmärktaarbetsgrupp. De kallas gas, vilket gör ett bra arbete under expansionsprocessen. Den ursprungliga temperaturen, betecknad T1, förvärvar han i ångpannan eller turbinerna. Detta kallas värmarens temperatur. Under arbetets utförande sker en gradvis förlust av gasenergi. Detta leder till den oundvikliga kylningen av arbetsfluiden till en viss T2. Temperaturen bör vara lägre än omgivningstemperaturen, annars kommer gastrycket att ha ett lägre värde än atmosfärstrycket och motorn kommer inte att fungera.
Indexet T2 kallas kylskåpets temperatur. I sin kvalitet finns en atmosfär eller en speciell anordning som är nödvändig för kondens och kylning av avgasångan.
Några fakta
Så, termiska motorer, handlingsprincipensom bygger på expansionen av arbetsorganet, kan inte ge all intern energi för arbetets utförande. I vilket fall som helst kommer någon av värmen att överföras till atmosfären (kylskåp) tillsammans med avgaserna eller avgaserna från turbiner eller förbränningsmotorer.
Effektivitet av termiska maskiner
Vilken är driftsprincipen för en värmemotor? Effektiviteten hos en värmemotor beror på hur mycket användbart arbete som utförs av gasen. Med tanke på att det är omöjligt att helt omvandla inre energi till värmemotorens arbete, är det möjligt att förklara irreversibiliteten hos naturliga processer och fenomen. Om det var en spontan återgång av värme till värmaren från kylskåpet, skulle den inre energin i sin helhet omvandlas till användbart arbete med hjälp av en värmemotor.
Effektiviteten kallasförhållandet mellan det användbara arbetet som utförs av värmemotorn och den mängd värme som överförs till kylskåpet. I fysiken är det vanligt att uttrycka detta värde i procent. Detta är principen för värmemotorn. Dess system är klart och enkelt, tillgängligt även för gymnasieelever. Termodynamikens lagar gör det möjligt att beräkna det maximala värdet av effektivitet.
Uppfinning av en värmemotor
Den första uppfinnaren av maskinen som använder värme,blev Sadi Carnot. Han utvecklade den perfekta maskinen där den idealiska gasen användes som arbetsvätska. Dessutom kunde forskaren bestämma effektivitetsindikatorn för en sådan apparat, med användning av kyl- och värmestemperaturen.
Carnot kunde bestämma förhållandet mellanen verklig värmemotor som arbetar på grundval av en värmare och ett kylskåp, vilket är luft eller kondensor. Tack vare den matematiska formel som Carnot föreslog för sin första ideala värmemotor bestäms det maximala effektivitetsvärdet. Det finns en direkt koppling mellan värmaren och kylskåpets temperatur.
För att maskinen ska fungera fullt ut,Temperaturvärdet bör inte vara mindre än dess värde i luften. Om så önskas kan du öka värmarens temperatur, inte glömma att varje fast kropp har en viss värmebeständighet. När den värmer, förlorar den sin elasticitet, och när smälttemperaturen nås smälter den helt enkelt.
Förbränningsmotor
Det är en värmemotor, var i formenArbetsvätskan används högtemperaturgaser som produceras vid förbränning av olika typer av bränsle inuti kammaren. Det finns fyra cykler i driften av bilmotorn. Bland de ingående delarna kallar vi inlopps- och avgasventilerna, förbränningskammaren, kolven, cylindern, tändstiftet, anslutningsstången och svänghjulet.
slutsats
För närvarande använder du olika typerBilmotorer: diesel, förgasare. Trots skillnaderna i det använda bränslet har de en liknande arbetsprincip. På grund av den termiska energi som produceras vid förbränning av bensin, sker omvandlingen av termisk energi till en annan form.
I första etappen finns en jämn rörelse.ventilen ned, sker processen på grund av kammarens fyllning med arbetsblandningen. Vid slutet av det första slaget stänger inloppsventilen. Därefter rör sig kolven uppåt, med komprimeringen av arbetsblandningen. Utseendet av en gnista i ett ljus leder till tändningen av den brännbara blandningen. Trycket som utövas av luft- och gasångorna på kolven leder till sin spontana nedåtgående rörelse, därför kallas taktens "arbetsslag". Vevaxeln är igång. I det fjärde steget öppnas avgasventilen, avgaserna sprutas ut i atmosfären.
