Autoservice-mekona.ru

Автомобильный журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Физика что такое тепловой двигатель внутреннего сгорания

Физика что такое тепловой двигатель внутреннего сгорания

Азбука физики

Научные игрушки

Простые опыты

Этюды об ученых

Решение задач

Презентации

Книги по физике
Умные книжки

Есть вопросик?

Его величество.

Музеи науки.

Достижения.

Викторина по физике

Физика в кадре

Учителю

Читатели пишут

Физика 8 класс. РАБОТА ГАЗА И ПАРА ПРИ РАСШИРЕНИИ

Пар или газ, расширяясь, может совершить работу.
При этом внутренняя энергия пара превращается в механическую энергию.
Устройства, в которых внутренняя энергия пара или газа (рабочего тела) превращается в механическую энергию, называются тепловыми двигателями.

Существуют различные виды тепловых двигателей:

Простейший «одноразовый» тепловой двигатель (паровая машина).

При нагревании воды в закрытой пробкой пробирке увеличивается количество пара, находящегося под пробкой, и повышается его давление на пробку. Наконец, давление пара выталкивает пробку, при этом пар совершает работу. Часть первоначальной энергии пара пошло на совершение работы по выталкиванию пробки. Внутренняя энергия пара превратилась в механическую энергию. Так как пар выходит еще достаточно горячий, то оставшуюся энергию он отдает окружающему воздуху, имеющему более низкую температуру.

Две с лишним тысячи лет тому назад, в 3 веке до нашей эры , великий греческий математик и механик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара. Рисунки пушки Архимеда были найдены позднее в рукописях Леонардо да Винчи.
При стрельбе один конец ствола сильно нагревали на огне . Затем в нагретую часть ствола наливали воду. Вода мгновенно испарялась , и пар, расширяясь с силой и грохотом выбрасывал ядро. Ствол пушки представлял собой, как бы цилиндр, по которому, как поршень, скользило ядро.

В настоящее время подавляющее большинство работающих на Земле двигателей — тепловые.

ЗАГЛЯНИ НА КНИЖНУЮ ПОЛКУ!

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
( четырехтактный )

Двигатель состоит из цилиндра, внутри которого перемещается поршень.

Сгорание топлива происходит внутри двигателя.
Двигатель работает на жидком топливе.
Повторяющийся рабочий цикл двигателя состоит из четырех процессов (тактов):
а) впуск, б) сжатие, в) рабочий ход , г) выпуск.
(только во время рабочего хода происходит поворот вала)

Тепловые двигатели

Развитие техники во многом зависит от умения как можно более полно использовать те запасы внутренней энергии, которые содержатся в топливе.

Использовать внутреннюю энергию — значит совершить полезную работу, например переместить поршень, поднять груз и т. д.

Проделаем опыт. Нальем в пробирку немного воды, затем плотно закроем ее пробкой и нагреем воду до кипения. Под давлением образовавшегося пара пробка выскочит и поднимется вверх. Сначала в этом опыте энергия топлива перешла во внутреннюю энергию пара. Затем пар, расширяясь, совершил работу — поднял пробку.

Если мы заменим пробирку прочным металлическим цилиндром, а пробку — плотно пригнанным поршнем, способным двигаться внутри цилиндра, то получим простейший тепловой двигатель.

Тепловым двигателем называют устройство, совершающее работу за счет использования внутренней энергии топлива.

Существуют разные виды тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, газовая и паровая турбины, реактивный двигатель. В каждом из них энергия топлива сначала переходит в энергию газа (или пара), который затем, расширяясь, совершает работу. В процессе совершения этой работы часть внутренней энергии газа превращается в механическую энергию движущихся частей двигателя.

Совершая работу, тепловой двигатель использует лишь некоторую часть той энергии, которая выделяется при сгорании топлива.

Физическая величина, показывающая, какую долю составляет совершаемая двигателем работа от энергии, полученной при сгорании топлива, называется коэффициентом полезного действия теплового двигателя.

КПД теплового двигателя находят по формуле

где Q — количество теплоты, полученное в результате сгорания топлива; А — работа, совершаемая двигателем.

В результате того, что А всегда меньше Q, коэффициент полезного действия любою теплового двигателя оказывается меньше 100 %.

Первые тепловые двигатели были построены в конце XVIII в. Это были паровые машины.

Основной частью паровой машины является цилиндр, внутри которого находится поршень. Поршень приводится в движение паром, который поступает из парового котла.

Читать еще:  Высокие обороты при запуске двигателя тойота авенсис

Первая универсальная паровая машина была построена английским изобретателем Джеймсом Уаттом. Начиная с 1768 г. на протяжении многих лет он занимался усовершенствованием ее конструкции. При поддержке крупного промышленника Болтона за десять лет в период с 1775 по 1785 г. фирма Уатта построила 66 паровых машин: из них 22 для медных рудников, 17 для металлургических заводов, 7 для водопроводов, 5 для каменноугольных шахт и 2 для текстильных фабрик. За следующее десятилетие той же фирмой было поставлено уже 144 такие машины.

Изобретение паровой машины сыграло огромную роль в переходе к машинному производству. Недаром на памятнике Уатту написано: «Увеличил власть человека над природой».

1. Приведите примеры превращения внутренней энергии пара в механическую энергию тела. 2. Что называют тепловым двигателем? 3. Назовите виды тепловых двигателей. 4. Что называют коэффициентом полезного действия теплового двигателя? 5. Кто изобрел паровую машину?

Презентация по физике «Тепловые двигатели и их влияние на окружающую среду»

ФРОЛОВА Н.М. МОБУ СОШ №90 РП. ЧУНСКИЙ

Вращайтесь, мощные колеса, Свистите, длинные ремни, Горите свыше, впрямь и косо, Над взмахами валов, огни! Пуды, бросая, как пригоршню, В своем разлете роковом Спешите, яростные поршни, Бороться с мертвым естеством! Валерий Брюсов

ЧТО ТАКОЕ ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ? Тепловой двигатель – это устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию.

ВИДЫ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ:

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ. 1690 – пароатмосферная машина Д.Папена 1705 — пароатмосферная машина Т.Ньюкомена для подъема воды из шахты 1763-1766 – паровой двигатель И.И.Ползунова 1784 – паровой двигатель Дж.Уатта 1865 – двигатель внутреннего сгорания Н.Отто 1871 – холодильная машина К.Линде 1897 – двигатель внутреннего сгорания Р.Дизеля (с самовоспламенением)

В апреле 1763 г. Ползунов демонстрировал работу огнедействующей машины «для заводских нужд»

В 1781 г. Джеймс Уатт получил патент на изобретение второй модели своей машины. В 1782 г. эта замечательная машина, первая универсальная паровая машина «двойного действия», была построена.

К 1863 году был готов первый образец атмосферного газового двигателя с поршнем от авиационного мотора и ручным стартером, работавшим на смеси бензина и воздуха. Двигатель внутреннего сгорания Н.Отто

1878 – 1888 гг. Рудольф Дизель работает над созданием двигателя принципиально новой конструкции. В голову ему приходит создание абсорбционного двигателя, работавшего на аммиаке, а в роли топлива должна была выступать специальная пудра, полученная из каменного угля.

УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ Три основных элемента любого теплового двигателя: 1.Нагреватель, сообщающий энергию рабочему телу. 2. Рабочее тело (газ или пар), совершающее работу. 3.Холодильник, поглощающий часть энергии от рабочего тела.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ Принцип действия теплового двигателя основан на свойстве газа или пара при расширении совершать работу. В процессе работы теплового двигателя периодически повторяются расширения и сжатия газа. Расширения газа происходят самопроизвольно, а сжатия под действием внешней силы.

Нагреватель. T₁ Холодильник. T₂ Рабочее тело Q₁ Q₂ Q₁ — Q₂= A Как работает тепловой двигатель?

КПД ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ. Коэффициент полезного действия теплового двигателя (КПД) – отношение работы, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты, полученной от нагревателя.

КПД ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Тепловой двигатель К П Д в % Паровая машина Ползунова Уатта 1 3 -4 Паровая турбина 35 Газовая турбина 45 Двигатель внутреннего сгорания 20 -35 Двигатель Дизеля Первый Тракторный Стационарный 22 28 — 32 34 — 44 Реактивный двигатель 47

Карно Никола Леонард Сади (1796-1832 г.)- французский физик и инженер. Свои исследования он изложил в сочинении «размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». Он предложил идеальную тепловую машину.

ЦИКЛ КАРНО – САМЫЙ ЭФФЕКТИВНЫЙ ЦИКЛ, ИМЕЮЩИЙ МАКСИМАЛЬНЫЙ КПД. 1 – 2 — изотермическое расширение. А₁₂ = Q₁ 2 – 3 – адиабатное расширение А ₂₃ = — ∆U₂₃ 3 – 4 — изотермическое сжатие A₃₄= A сж = Q₂ 4 – 1 – адиабатное сжатие A₄₁= ∆U₄₁

Читать еще:  Хонда степвагон не заводится после мойки двигателя

ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ. Тепловые двигатели – необходимый атрибут современной цивилизации. С их помощью вырабатывается около 80 % электроэнергии. Без тепловых двигателей (ДД, ДВС) невозможно представить современный транспорт. Паротурбинные двигатели применяются на водном транспорте. Газотурбинные — в авиации. Ракетные двигатели используются в ракетно – космической технике.

ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ ТОПЛИВА ПРИ ДВИЖЕНИИ АВТОМОБИЛЯ. 80 % — бесполезные потери 20 % — полезно затраченная энергия: 3 % — освещение 4 % — преодоление сопротивления 4 % — работа силы трения колес 9 % — движение автомобиля

ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ. Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов. Во-первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается. Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа. В-третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу 2-3 тонны свинца.

Выбросы вредных веществ в атмосферу – не единственная сторона воздействия тепловых двигателей на природу. Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенному повышению средней температуры на Земле.

Методы борьбы с вредными воздействиями тепловых двигателей на окружающую среду *Один из способов уменьшения путей загрязнения окружающей среды связан с использованием в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединения свинца. *Перспективными являются разработки автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели, использующие в качестве топлива водород.

Другой способ заключается в увеличении КПД тепловых двигателей. *В институте нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН разработаны новейшие технологии превращения углекислого газа в метанол (метиловый спирт) и диметиловый эфир, увеличивающие в 2-3 раза производительность аппаратов при значительном уменьшении электроэнергии. Здесь был создан реактор нового типа, в котором производительность увеличена в 2-3 раза. Введение этих технологий снизит накопление углекислого газа в атмосфере и поможет не только создать альтернативное сырьё для синтеза многих органических соединений, основой для которых сегодня служит нефть, но и решить упомянутые выше экологические проблемы.

«НЕЛЬЗЯ ДОПУСТИТЬ, ЧТОБЫ ЛЮДИ НАПРАВЛЯЛИ НА СОБСТВЕННОЕ УНИЧТОЖЕНИЕ ТЕ СИЛЫ ПРИРОДЫ, КОТОРЫЕ СУМЕЛИ ОТКРЫТЬ И ПОКОРИТЬ» Ф. ЖОЛИО – КЮРИ.

Использование тепловых двигателей дает человеку огромные возможности и одновременно является наиболее сильным фактором разрушения природы.

Двигатели внутреннего сгорания. Выполнила: Учащаяся 10-4 класса Рыжкова Анастасия Преподаватель физики И.А. Боярина. — презентация

Презентация была опубликована 6 лет назад пользователемСемен Карпович

Похожие презентации

Презентация на тему: » Двигатели внутреннего сгорания. Выполнила: Учащаяся 10-4 класса Рыжкова Анастасия Преподаватель физики И.А. Боярина.» — Транскрипт:

1 Двигатели внутреннего сгорания. Выполнила: Учащаяся 10-4 класса Рыжкова Анастасия Преподаватель физики И.А. Боярина

2 Паровая машина Изобретение парохода 1807 год Изобретение паровоза в 1814 году Это позволило перейти от ручного к машинному труду. Паровая турбина резко увеличила мощность электростанций. Двигатель внутреннего сгорания Создание авиации Создание автомобилестроение Изобретения изменившие нашу жизнь

3 тепловой двигатель Двигатель внутреннего сгорания, тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей полости, преобразуется в механическую работу. тепловой двигатель тепловой двигатель

4 История создания двигателя внутреннего сгорания. середине 19 века Создали двигатель внутреннего сгорания в середине 19 века, когда на транспорте безраздельно царствовала паровая машина. В то время для освещения улиц стали применять светильный газ. Свойство нового топлива натолкнула изобретателей на мысль, что поршень в цилиндре может перемещать не пар, а газовая смесь. На вопрос о том, как воспламенить эту смесь помогло ответить ещё одно техническое достижение – индукционная катушка получения электрической искры.

Читать еще:  Что можно залить в двигатель чтобы поднять компрессию

5 Этьеном Ленуаром. 1. Первый практически пригодный газовый Д. в. с. был сконструирован французским механиком Этьеном Ленуаром. 2. В 1876 Николаус Август Отто 2. В 1876 немецкий изобретатель Николаус Август Отто построил более совершенный 4-тактный газовый Д. в. с. По сравнению с паромашинной установкой Д. в. с. принципиально более усовершенствован. Д.в.с. был: более компактен, высокая экономичность, но для него требовалось топливо лучшего качества.

6 3. 3. В 1880-х гг. О. С. Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель. В 1897 немецкий инженер Рудольф Дизель получил патент на двигатель, названный впоследствии его именем. Он, работая над повышением эффективности Д. в. с., предложил двигатель с воспламенением от сжатия. В 1898 в качестве топлива начала применятся нефть. В результате этого Д. в. с. становится наиболее экономичным стационарным тепловым двигателем. 4. В 1901 в США был разработан первый трактор с Д. в. с. Рудольф Дизель

7 19 века 1899 г. Несмотря на явные преимущества двигателя внутреннего сгорания, до конца 19 века паровые и электрические считались более перспективными, чем газовые и бензиновые. В США, например, из выпущенных к 1899 г. механических экипажей 40% составлял «паромобили», 38%- «электромобили» и лишь 22%- «бензиномобили». Рудольф ДИЗЕЛЬ получил германский патент

8 Устройство двигателя внутреннего сгорания.

9 Цилиндр – это деталь Д.в.с. Внутри которой происходит сжатие и восплпминение топлива. Поршень — деталь, предназначенная для циклического восприятия давления расширяющихся газов и преобразования его в поступательное механическое движение, воспринимаемое далее кривошипно- шатунным механизмом. Служит также для выполнения вспомогательных тактов по очистке и наполнению цилиндра. Как правило, оснащён поршневыми кольцами для улучшения герметичности системы цилиндр — поршень. Поршневой палец – это деталь кривошипно — шатунного механизма, который передает усилие от поршня к шатуну. Шатун – это деталь кривошипно-шатунного механизма, который передает усилие от поршневого пальца к коленчатому валу.

10 Коленчатый вал – это деталь Д.в.с. Которая совместно с кривошипно – шатунным механизмом преобразует возвратно – поступательное движение поршня во вращательное. Маховик – это деталь Д.в.с. Предназначенная для преодоления мертвой точки. Картер – это нижняя часть Д.в.с. Предназначенная для хранения масла.

11 Как работает двигатель внутреннего сгорания.

12 Разновидности и строение двигателей внутреннего сгорания. По методу осуществления газообмена ДВС 1. По методу осуществления газообмена ДВС подразделяются на двухтактные и четырёхтактные. По типу и способу воспламенения горючей смеси 2. По типу и способу воспламенения горючей смеси различают дизельные и карбюраторные двигатели. По способу образования горючей смеси 3. По способу образования горючей смеси используют двигатели с внутренним и внешним смесеобразованием. По способу охлаждения известны двигатели с жидкостным и воздушным охлаждением. 4. По способу охлаждения известны двигатели с жидкостным и воздушным охлаждением.

13 Экологические проблемы тепловых двигателей Загрязнения от тепловых двигателей: Химическое. Радиоактивное. Тепловое. При сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается Сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа, азотных, серных и других соединений Загрязнение воздуха. Химическое загрязнение

14 Меры предотвращения загрязнений: Снижение вредных выбросов Контроль за выхлопными газами, модификация фильтров Сравнение эффективности и экологической безвредности различных видов топлива, перевод транспорта на газовое топливо Перспективы использования электрических двигателей, транспорта на солнечных батареях. Электромобиль

15 Заключение. В этой презентации я изучила историю создания и развития, строение, разновидности и принцип работы двигателей внутреннего сгорания и получил дополнительные знания по этой теме.

16 Используемая литература. Физика 8 класс, Москва. Издательство Дрофа Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2001 (2 cd). Большой справочник школьника 5-11 классы. Москва. Издательство Дрофа

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector