Тепловые двигатели

МОУ «Видимская СОШ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доклад по физике на тему:

«Тепловые двигатели»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: ученица 10 класса

                                                                                                       

                                                                                                        Проверила: учитель физики

                                                                           Груздева Е.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

2012 год

 

Содержание

 

 

История тепловых двигателей               3

 

Виды тепловых двигателей 3-4

           

Двигатель внутреннего сгорания

 

Паровая турбина                           

 

Экологические последствия  работы тепловых двигателей 4

 

Список использованной литературы 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

История теплового  двигателя

Одной из вех промышленной революции стал переход от использования  мышечной силы людей и животных, а также кинетической энергии  воды и ветра к повседневному  внедрению паровых машин. Рождение теплового двигателя было нелегким. Много изобретателей в разных странах работали над их созданием, много было побед и разочарований, но каждый из них в большей или  меньшей мере внес свой труд в создание новых двигателей, появление которых  совершило целый переворот в  жизни человечества. О движущей силе пара люди знали с глубокой древности. Одним из первых попытался воспользоваться этой силой французский физик Дени Папен. Однако так и не смог создать работоспособное устройство. Но уже к 1765 г. Джеймс Уатт сконструировал, а позже усовершенствовал паровой двигатель. К 1784 г. создание универсального парового двигателя было фактически завершено, и он стал основным средством получения энергии в промышленном производстве.

 

Виды тепловых двигателей

Тепловой двигатель-это  устройство, превращающее внутреннюю энергию топлива в механическую. К тепловым двигателям относятся: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Их топливом является твёрдое и жидкое топливо, солнечная и атомная энергии. Тепловые машины могут быть устроены различным образом, но в любой тепловой машине должно быть рабочее  тело, которое в рабочей части машины совершает механическую работу; нагреватель, где рабочее вещество получает энергию и холодильник, отбирающий у рабочего тела тепло. Рабочим телом у всех тепловых двигателей является газ.

Двигатель внутреннего сгорания

В наше время чаще встречается автомобильный  транспорт, который работает на тепловом двигателе внутреннего сгорания, работающем на жидком топливе. Рабочий  цикл в двигателе происходит за четыре хода поршня, за четыре такта. Поэтому  такой двигатель и называется четырёхтактным. Цикл двигателя состоит  из следующих четырёх тактов: 1.впуск, 2.сжатие, 3.рабочий ход, 4.выпуск.

Паровая турбина

В современной  технике так же широко применяют  и другой тип теплового двигателя. В нём пар или нагретый до высокой  температуры газ вращает вал  двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала. Такие двигатели  называют турбинами.

В современных  турбинах, для увеличения мощности применяют не один, а несколько  дисков, насажанных на общий вал. Турбины  применяют на тепловых электростанциях  и на кораблях. Паровые турбины устанавливают также на всех АЭС для получения пара высокой температуры.

 

 

Одной  из самых важных проблем в создании двигателя внутреннего сгорания была борьба за повышение его КПД (коэффициента полезного действия). КПД - отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя. Коэффициент полезного действия любого теплового двигателя меньше единицы и выражается в процентах. Невозможность превращения всего количества теплоты, полученного от нагревателя, в механическую работу является платой за необходимость организации циклического процесса и следует из второго закона термодинамики.

Выход нашел немецкий инженер Рудольф  Дизель. В 1892 г. Р. Дизель получил патент на двигатель, в котором рабочий  процесс отличался рядом особенностей: в цилиндре сжимается только воздух, причем очень сильно; от сильного сжатия температура воздуха возрастает настолько, что при впрыскивании в цилиндр топлива оно воспламеняется; образовавшиеся газы производят рабочий  ход поршня. Такой двигатель способен был работать без карбюратора  и запального устройства, расходуя меньше топлива, чем все известные  до того времени тепловые двигатели. Топливом могли быть и бензин, и  керосин.

   Наибольшее значение имеет использование тепловых двигателей на тепловых электростанциях, где они приводят в движение роторы генераторов электрического тока. На всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели: на автомобильном - поршневые двигатели внутреннего сгорания; на водном - ДВС и паровые турбины; в авиации - поршневые, турбореактивные и реактивные двигатели. Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима.  Мы не имели бы в изобилии дешевую электроэнергию и были бы лишены всех двигателей скоростного транспорта.

Экологические последствия  работы тепловых двигателей

Интенсивное использование  тепловых машин на транспорте и в  энергетике (тепловые и атомные электростанции) ощутимо влияет на биосферу Земли.

      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 две-три тонны(!) - свинца.

      Один из  путей уменьшения загрязнения  окружающей среды - использование 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.

Но выбросы вредных веществ в атмосферу – это не единственная сторона воздействия энергетики 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 приводит к постепенному повышению средней температуры на земле (парниковому эффекту). Одно из направлений, связанное с охраной окружающей среды, это увеличение эффективности использования энергии, борьба за её экономию.

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

 

1. Интернет-ресурсы

 

2. Учебник по физике для 10 класса/Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский.