Реферат на тему:
Необоротність процесів. Принцип дії теплових двигунів. ККД теплових
двигунів
Тема: Необоротність процесів.
Принцип дії теплових двигунів.
ККД теплових двигунів.
Мета: Дати учням поняття необоротних процесів у природі і показати, що
всі реальні теплові процеси необоротні.
Розкрити принцип дії теплового двигуна як установки, в якій внутрішня
енергія, що виділяється при згорання палива, перетворюється в механічну.
Пояснити фізичну суть ІІ-го закону термодинаміки.
Основні знання і вміння.
Знати фізичну суть ІІ-го закону термодинаміки.
Знати фізичні принципи дії теплових двигунів і вміти розв’язувати задачі
на ККД теплових двигунів.
Хід уроку.
І. Перевірка домашнього завдання і опитування попереднього матеріалу.
1. Як формулюється І-й з-н термодинаміки.
2. Сформулювати з-н збереження енергії.
3. У якому випадку зміна внутрішньої енергії від’ємна?
4. Який процес наз. ізохорним, ізобарним, ізотермічним, адіабатним?
5. Записати рівняння теплового балансу.
6. Розказати про зміну внутрішньої енергії тіла при теплообміні. Як і на
основі якого закону складають рівняння І-го 3-ну термодинаміки?
ІІ. Вивчення нового матеріалу.
1. Необоротні процеси.
А) Тепле тіло процес ніколи не спостерігають (теплота не переходить від
холодного тіла до гарячого).
Б) Коливання математичного маятника
Зворотний процес не спостерігаються (амплітуда коливань маятника не
збільшиться за рахунок охолодження маятника і навколишнього середовища).
В) Кинутий камінь нагріє навколишнє середовище. Зворотний не буде (якщо
каменю передати енергію він не зарухається).
Г) Газ розширюється раз самовільно не стиснеться).
Д) Ізотермічне стискання газу приведе, що частина газу вийде через
стінки посудини (назад не повернеться).
Е) Процес старіння.
Є) Кіно «навпаки».
Необоротними називають процеси, які можуть самочинно відбуватися тільки
в одному певному напрямі, у зворотному напрямі вони можуть відбутися
тільки як одна з ланок складнішого процесу.
Процес називається оборотним, якщо він допускає можливість повернення
системи до початкового стану без будь-яких змін у зовнішньому
середовищі.
Якщо таке повернення здійснити не можна, тобто після закінчення процесу
в навколишніх тілах чи в даній системі залишаться якісь зміни, то процес
є необоротним.
2. ІІ-й закон термодинаміки.
ІІ-й закон термодинаміки вказує напрям можливих енергетичних перетворень
і тим самим виражає необоротність процесів у природі.
Теплота не може переходити сама по собі від тіла менш нагрітого до тіла
більш нагрітого.
ІІ-й закон термодинаміки накладає обмеження на перетворення внутрішньої
енергії у механічну.
3. Тепловий двигун – це машина, що перетворює внутрішню (теплову)
енергію палива у механічну.
Енергія, що виділяється у нагрівнику (за рахунок хімічної реакції,
ядерного розпаду) передається робочому тілу (газу) яке розширюючись,
виконує механічну роботу. Для того, щоб двигун працював циклічно, газ
стискається, віддаючи теплоту холодильнику (навколишньому середовищу.
Процеси, в результаті яких газ повертається і вихідний стан називаються
круговими або циклічними.
? Ue
2
H
O
x
Ue
l2
H
O
uuuuuuuuuuuuooaeaeaeUaeaeUaeaeaeae
4. Цикл Карно
З усіх теплових машин, які працюють з нагрівником, що має температуру Т1
і холодильником, що має температуру Т2 найбільший ККД має машина, що
працює за оборотним циклом Карно, який складається з 2-х ізотерм (1?2,
3?4) та 2-х адіабат (2?3, 4?1).
Стадії 1?2, 2?3 – робочі, а 3?4, 4?1 допоміжні.
5. ККД теплового двигнуа
Висновки:
1. ККД визначається лише температурами Т1 і Т2 і не залежить від роду
робочої речовини.
2. Способи підвищення ККД:
а) збільшити Т1 і зменшити Т2;
б) збільшити тиск робочого тіла;
в) добитися повнішого згорання палива;
г) зменшення тертя
3. ККД
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
