Rozważ silniki cieplne, zasadę działaniatych mechanizmów. W skorupie ziemskiej i oceanach rezerwy energii wewnętrznej można uznać za nieograniczone. Aby rozwiązać praktyczne problemy, to zdecydowanie nie wystarczy. Urządzenie i zasada działania silnika cieplnego muszą być znane w celu uruchomienia tokarek, pojazdów. Osoba potrzebuje urządzeń, które mogą wykonać przydatną pracę.
Silniki cieplne, których zasadę rozważymy, są głównymi na naszej planecie. To w nich zachodzi konwersja energii wewnętrznej do postaci mechanicznej.
Jaka jest zasada działania silnika cieplnego?Można to krótko przedstawić w prosty sposób. Jeśli wlejesz wodę do probówki, zamknij ją korkiem, doprowadź do wrzenia, wyleci. Powodem wyskakiwania korka jest to, że para działa wewnętrznie. Procesowi towarzyszy przemiana energii wewnętrznej pary w wartość kinetyczną dla korka. Silniki cieplne, których zasada jest podobna do opisanego eksperymentu, różnią się budową. Zamiast probówki stosuje się metalowy cylinder. Korek zastępuje tłok, który przylega ściśle do ścian poruszających się wzdłuż cylindra.
Jaka jest zasada działania silnika cieplnego?Klasa 10 rozważa ten problem na zajęciach z fizyki. Chłopaki nazywali mechanizmy maszyn cieplnych, w których obserwuje się konwersję energii wewnętrznej paliwa w postać mechaniczną.
Aby silnik mógł wykonać użyteczną pracę, musi to zrobićróżnica ciśnień powstaje po obu stronach tłoka lub łopat potężnej turbiny. Aby osiągnąć taką różnicę ciśnienia, temperatura płynu roboczego zwiększa się o tysiące stopni w porównaniu ze średnią w środowisku. Podobny wzrost temperatury występuje podczas procesu spalania.
Wszystkie nowoczesne silniki cieplne emitująpłyn roboczy. Nazywa się je gazem, wykonując przydatną pracę w procesie ekspansji. Początkową temperaturę, oznaczoną jako T1, nabywa w kotle parowym maszyny lub turbiny. Ten wskaźnik nazywa się temperaturą grzejnika. W trakcie wykonywania pracy dochodzi do stopniowej utraty energii gazowej. Prowadzi to do nieuchronnego ochłodzenia płynu roboczego do pewnego indeksu T2. Wartość temperatury musi być niższa niż wskaźnik otoczenia, w przeciwnym razie ciśnienie gazu będzie miało niższy wskaźnik niż ciśnienie atmosferyczne, a praca silnika nie zostanie zakończona.
T2 nazywa się temperaturą lodówki. W jego jakości znajduje się atmosfera lub specjalne urządzenie niezbędne do kondensacji i chłodzenia pary wylotowej.
Tak więc silniki cieplne, zasada działaniaktóry opiera się na rozprężaniu płynu roboczego, nie są w stanie oddać całej energii wewnętrznej do wykonania pracy. W każdym razie część ciepła zostanie przeniesiona do atmosfery (lodówki) wraz z parą spalin lub spalinami turbin lub silników spalinowych.
Jaka jest zasada silnika cieplnego?Wydajność silnika cieplnego zależy od ilości użytecznej pracy wykonanej przez gaz. Biorąc pod uwagę fakt, że niemożliwe jest całkowite przekształcenie energii wewnętrznej w silnik cieplny, można wyjaśnić nieodwracalność naturalnych procesów i zjawisk. W przypadku zaobserwowania spontanicznego powrotu ciepła do grzejnika z lodówki energia wewnętrzna zostałaby całkowicie przekształcona w użyteczną pracę za pomocą silnika cieplnego.
Wydajność nazywa sięstosunek użytecznej pracy wykonanej przez silnik cieplny do ilości ciepła przenoszonego do lodówki. W fizyce zwyczajowo wyraża się tę wartość w procentach. Jest to zasada działania silnika cieplnego. Jego zarys jest jasny i prosty, dostępny nawet dla uczniów szkół średnich. Prawa termodynamiki umożliwiają obliczenie maksymalnej wartości współczynnika wydajności.
Pierwszy wynalazca maszyny wykorzystującej ciepło,został Sadi Carnot. Opracował idealną maszynę, w której idealnym gazem był płyn roboczy. Ponadto naukowiec był w stanie określić wskaźnik wydajności takiego urządzenia, wykorzystując wartości temperatury lodówki i grzejnika.
Carnotowi udało się ustalić związek międzyprawdziwy silnik cieplny, działający na podstawie grzejnika i lodówki, czyli powietrza lub skraplacza. Dzięki matematycznej formule zaproponowanej przez Carnota dla jego pierwszego idealnego silnika cieplnego określa się maksymalną wartość wydajności. Istnieje bezpośrednie połączenie między temperaturą grzejnika i lodówki.
Aby maszyna w pełni funkcjonowała,wartość temperatury nie powinna być mniejsza niż jej wskaźnik w otaczającym powietrzu. W razie potrzeby można zwiększyć temperaturę grzejnika, nie zapominając, że każda substancja stała ma określoną odporność na ciepło. Gdy się nagrzewa, traci swoją elastyczność, a gdy osiągnie temperaturę topnienia, po prostu się topi.
Jest to silnik cieplny, gdzie w formiepłyn roboczy wykorzystuje gazy wysokotemperaturowe powstające podczas spalania różnego rodzaju paliwa wewnątrz komory. Podczas pracy silnika samochodowego występują cztery uderzenia. Wśród jego elementów wymienimy zawory dolotowe i wydechowe, komorę spalania, tłok, cylinder, świecę zapłonową, korbowód i koło zamachowe.
Różne typysilniki samochodowe: diesel, gaźnik. Pomimo różnic w zastosowanym paliwie mają podobną zasadę działania. Ze względu na energię cieplną wytwarzaną podczas spalania benzyny energia cieplna jest przekształcana w inną postać.
Na pierwszym etapie następuje płynny ruchzawór w dół, proces następuje w wyniku napełnienia komory mieszaniną roboczą. Pod koniec pierwszego skoku zawór dolotowy zamyka się. Ponadto tłok porusza się w górę, podczas gdy mieszanina robocza jest ściskana. Iskra w świecy zapala palną mieszaninę. Ciśnienie wywierane przez opary powietrza i benzyny na tłok prowadzi do jego spontanicznego ruchu w dół, stąd skok nazywany jest „suwem roboczym”. Wał korbowy jest napędzany. Na czwartym etapie otwiera się zawór wydechowy, spaliny są wypychane do atmosfery.
