Главная >> Физика 8 класс. Пурышева

Глава 5. Тепловые свойства газов, жидкостей и твёрдых тел, газов и твёрдых тел

§ 34. Принципы работы тепловых двигателей

Какую физическую величину называют удельной теплотой сгорания топлива?

Что называют коэффициентом полезного действия?

1.

Тепловые двигатели — это устройства, которые совершают механическую работу за счёт внутренней энергии топлива.

Рассмотрим, как работает простейший тепловой двигатель. Проделаем опыт. Нальём в пробирку воды, закроем её пробкой и укрепим в штативе (рис. 89). Будем нагревать пробирку с водой. Когда вода закипит, образовавшийся над ней пар вытолкнет пробку из пробирки.

Пар при этом совершит работу по перемещению пробки за счёт своей внутренней энергии. Мы таким образом получили простейший тепловой двигатель. Однако этот двигатель может совершить лишь однократную работу. Чтобы он опять совершал работу, его нужно вернуть в первоначальное состояние.

2. Выясним, из каких частей состоит описанный выше двигатель. Пар совершал работу, он представляет собой рабочее тело. Рабочее тело (пар) получало энергию от нагревателя, в данном случае от спиртовки, в которой сгорает спирт (топливо), расширялось и совершало работу, выталкивая пробку. Чтобы вернуть рабочее тело в первоначальное состояние (сжать), его надо охладить, следовательно, нужно иметь холодильник, которому рабочее тело отдаёт некоторое количество теплоты. В данном случае роль холодильника играл окружающий воздух.

Таким образом, в тепловом двигателе расширение рабочего тела происходит при более высокой температуре, чем сжатие.

Любой тепловой двигатель состоит из рабочего тела, нагревателя и холодильника. На рисунке 90 изображена принципиальная схема теплового двигателя. Рабочим телом обычно является газ или пар, потому что они хорошо сжимаемы. Холодильником может служить окружающая среда. Рабочее тело получает энергию от нагревателя, совершает работу и отдаёт некоторое количество теплоты холодильнику, возвращаясь в исходное состояние.

Продолжение >>>