Слайд 1
Тепловые двигатели
Устройства, преобразующие внутреннюю энергию топлива в механическую энергию, называются тепловыми двигателями.
Теорию тепловых двигателей разработал французский ученый Никола Сади Карно.
Слайд 2
Первый универсальный тепловой двигатель (паровую машину) создал в 1774 г. выдающийся английский изобретатель Джеймс Уатта. Этому, правда, предшествовало изобретение в 1765 г. пароатмосферной машины русским механиком И. И. Ползуновым, однако его машина после нескольких месяцев работы была остановлена, а затем и вообще разобрана, в результате чего дело Ползунова на десятки лет было предано забвению. Машина же Уатта получила широкое распространение и сыграло огромную роль в переходе к машинному производству.
Изобретение паровой машины способствовало созданию паровозов, пароходов и первых (паровых) автомобилей. Первые паровозы были созданы в Англии Р. Тревитиком (1803) и Дж. Стефенсоном (1814). Изобретателем парохода считается американец Р. Фултон. Свои первые испытания он проводил на реке Сене в Париже. Однако когда он в 1804 г. обратился к Наполеону Бонапарту с предложением перевести французские корабли на использование паровой тяги, то, как это ни странно, получил отказ. Через некоторое время Фултон вернулся на родину, и в 1807 г. по реке Гудзон отправился в свой первый рейс пароход «Клермонт».
Слайд 3
Преобразование энергии при работе тепловых двигателей
При сгорании топлива химическая энергия (потенциальная энергия взаимодействия атомов) преобразуется в кинетическую энергию хаотического движения молекул. При этом нагревается некоторая масса газа, которая называется рабочим телом.
Газ (рабочее тело) расширяется, совершая работу (двигая поршень). При этом газ охлаждается, то есть кинетическая энергия молекул преобразуется в механическую энергию.
Действие теплового двигателя имеет циклический характер.
Слайд 4
Основные элементы теплового двигателя
Рабочее тело – обычно газ:
Нагреватель – сжигаемое топливо, имеющий температуру Т1, в контакте с которым рабочему телу сообщается количество теплоты Q1;
Холодильник – окружающая среда, имеющий температуру Т2 , в контакте с которым от рабочего тела отбирается количество теплоты Q2
Слайд 5
Полезная работа теплового двигателя
Полезная работа Ап равна разности количества теплоты Q1, полученного рабочим телом от нагревателя, и количества теплоты Q2, отданного холодильнику.
Aп = Q1 – Q2
Слайд 6
Схема работы теплового двигателя
Нагреватель
Рабочее тело
Холодильник
Q1
Q2
А п = Q1-Q2
КПД
Слайд 7
КПД теплового двигателя
Отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя, называется коэффициентом полезного действия теплового двигателя.
Согласно теореме Карно, из всех мыслимых тепловых двигателей с температурой нагревателя Т1 и температурой холодильника Т2 максимальным КПД будет обладать такой двигатель, каждый цикл работы которого представляет собой замкнутый процесс, графически изображенный на рисунке (цикл Карно).
Слайд 8
Т
Т
Р
V1
V4
1
2
3
4
V
ηmax= 1-
Цикл Карно
V2
V3
b
1
1-2 изотермическое
расширение
при температуре Т1
2-3 адиабатное
расширение
Q=0
3-4 изотермическое
сжатие
при температуре Т2
4
4-1 адиабатное
cжатие
Q=0
Слайд 2
Цели урока:
1.Сформировать понятие о физических принципах действия тепловых двигателей. 2.Познакомить учащихся с важнейшими направлениями применения тепловых двигателей в народном хозяйстве. 3. Выяснить экологические проблемы, связанные с использованием тепловых двигателей.
Слайд 3
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
Слайд 4
Что такое тепловой двигатель?
Тепловой двигатель – это устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию.
Слайд 5
Виды тепловых двигателей:
Слайд 6
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)
Слайд 7
В апреле 1763 г. Ползунов демонстрировал работу огнедействующей машины «для заводских нужд»
Слайд 8
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.
Слайд 9
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
Слайд 10
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.
Слайд 11
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.
Слайд 12
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.
Слайд 13
Нагреватель. T₁ Холодильник. T₂ Рабочее тело Q₁ Q₂ Q₁ - Q₂= A Как работает тепловой двигатель?
Слайд 14
КПД теплового двигателя.
Коэффициент полезного действия теплового двигателя (КПД) – отношение работы, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты, полученной от нагревателя.
Слайд 15
КПД тепловых двигателей
Слайд 16
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.
Слайд 17
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
Слайд 18
«Тепловые двигатели наоборот».
«Тепловые двигатели наоборот» это: холодильник, кондиционер и тепловой насос. В них происходит передача тепла от более холодного к более нагретому, что требует совершения работы. Работу производит электродвигатель, подключенный к источнику тока.
Слайд 19
«Тепловые двигатели наоборот», их принцип действия.
Рабочее тело Q₁ A Q₂=Q₁+A
Слайд 20
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.
Слайд 21
Водный транспорт.
Первый практически пригодный пароход построен в 1807 году Фультоном. (амер) Первый российский пароход «Елизавета» построен в 1815 году на заводе предпринимателя К.Н.Берда. Его первый рейс был из Петербурга в Кронштадт.
Слайд 22
Железнодорожный транспорт.
В 1829 году инженер Дж. Стефенсон построил лучший для того времени паровоз «Ракета». Первый тепловоз построен в 1924г. советским ученым Л.М.Таккелем. Тепловоз приводит в движение двигатель внутреннего сгорания
Слайд 23
Автомобильный транспорт.
Прообразом современного автомобиля считают самодвижущуюся повозку немецких механиков Г.Даймлера и Бенца. В 1883 году легкий ДВС был установлен на обычный конный экипаж.
Слайд 24
Авиационный транспорт.
17 декабря 1903 года американские изобретатели Орвил и Уилбур Райт провели испытание первого в мире самолета - аэроплана (планера, снабженного ДВС). Полет продолжался 12 секунд на высоте 3 метра от земли.
Слайд 25
Космический транспорт.
17 августа 1933 года в воздух поднялась на высоту около 400 м первая советская жидкостная ракета, сконструированная М.К.Тихомировым. 4 октября 1957 года был запущен первый искусственный спутник Земли.
Слайд 26
Влияние тепловых двигателей на окружающую среду.
Слайд 27
ДВС и его влияние на окружающую среду.
Схема двигателя внутреннего сгорания. 1.- камера сгорания; 2- поршень; 3- кривошипно – шатунный механизм; 4 – радиатор в системе охлаждения; 5 – вентилятор 6 – система выпуска газов.
краткое содержание других презентаций«История изобретения паровых машин» - Паровая машина. Преимущества. Первый паровоз. Паровая турбина Герона. История изобретения паровых машин. Немного истории. Первый паровой автомобиль. Определение. Паровые машины. Цель. Трудно представить нашу жизнь без электричества.
««Электрический ток» 8 класс» - Вольтметр. Сила тока. Ампер Андре Мари. Ом Георг. За единицу сопротивления принимают 1 Ом. Амперметр. Единица измерения силы тока. Электрическое напряжение на концах проводника. Взаимодействие движущихся электронов с ионами. Измерение силы тока. Измерение напряжения. Определение сопротивления проводника. Алессандро Волта. Напряжение. Сопротивление прямо пропорционально длине проводника. Электрический ток.
«Виды тепловых двигателей» - Совершает работу. Передает количество теплоты Q1 рабочему телу. Как устроены тепловые двигатели? Затем в нагретую часть ствола наливали воду. Наибольшее распространение в технике получил четырехтактный ДВС. Пар, расширяясь, с силой и грохотом выбрасывал ядро. История создания тепловых двигателей. Применение тепловых двигателей. ДалекО в проШлоМ… Кто и когда изобрёл? Понятие об основных частях. Потребляет часть полученного количества теплоты Q2.
«Формулировка закона Ома» - Сопротивление. Вольт. Рассмотрим электрическую цепь. Удельное сопротивление проводника. Проволока. Закон Ома для полной цепи. Формула и формулировка закона Ома. Расчет сопротивления проводника. Формулы. Формула сопротивления проводника. Единицы измерения. Закон Ома для участка цепи. Треугольник формул. Сопротивление проводника. Закон Ома. Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление.
«Постоянные магниты» - Северный полюс. Намагничивание железа. Происхождение магнитного поля. Земное магнитное поле. Магнитное поле на Луне. Замкнутость силовых линий. Разноимённые магнитные полюсы. Катушка с током. Магнитное действие катушки с током. Магнитное поле у планеты Венера. Постоянные магниты. Магнитные полюсы Земли. Свойства магнитных линий. Магнитные аномалии. Искусственные магниты. Магнит, имеющий один полюс.
«Влияние атмосферного давления» - Цель проекта. Как мы пьем. Кому легче ходить по грязи. Как используется атмосферное давление. Как пьёт слон. Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле. Человек не может легко ходить по болоту. Давление атмосферного воздуха. Наличие атмосферного давления привело людей в замешательство. Выводы. Как мы дышим.
«КПД» - Вес бруска. КПД. Соберите установку. Существование трения. Отношение полезной работы к полной работе. Архимед. Измерьте силу тяги F. Определение КПД при подъеме тела. Сделайте вычисления. Реки и озера. Путь S. Твердое тело. Понятие КПД.
«Тепловые двигатели и охрана окружающей среды» - Тепловые двигатели и охрана окружающей среды. Классификация транспорта по источнику энергии. Необратимость тепловых процессов. Экологическая карта Москвы. Как сберечь свой край. Преимущества и недостатки. ТЭС работают на органическом топливе. Тепловые ЭС. Упорядочение транспортного потока. Данные экологических исследований.
«Типы тепловых двигателей» - Вред. Двигатель внутреннего сгорания. Краткая история. Значение тепловых двигателей. Типы тепловых двигателей. Паровая турбина. Краткая история развития. Тепловые двигатели. Цикл Карно. Уменьшение загрязнений окружающей среды. Ракетный двигатель.
«Тепловые двигатели и окружающая среда» - Принцип действия инжекторного двигателя. Папен Дени. Эти вещества попадают в атмосферу. Циолковский Константин Эдуардович. Схема теплового двигателя. Холодильная установка. Экологические проблемы использования тепловых машин. Охрана окружающей среды. Ползунов Иван Иванович. Тепловые двигатели. Выбрасывают в атмосферу вредные для человека, животных и растений вещества.
«Использование тепловых двигателей» - Количество электромобилей. В сельском хозяйстве. Применение тепловых двигателей. Тепловые двигатели. В автомобильном транспорте. Загрязнение окружающей среды. Немецкий инженер Даймлер. Русский механик Иван Ползунов. Тонна бензина. Что вы наблюдали. Озеленить города. На железной дороге. Инженер Геро.
«Тепловые двигатели и машины» - Двигатель внутреннего сгорания. Такты работы четырехтактного двигателя. Геронов шар. Решение проблем экологии. Дизель. Экологические проблемы использования тепловых машин. Двухкорпусная паровая турбина. Разнообразие видов тепловых машин. Модель двигателя внутреннего сгорания. Паровая турбины. Такты работы двухтактного двигателя.
Всего в теме 31 презентация
Тепловым двигателем называют устройство, совершающее работу за счет использования внутренней энергии топлива. Все тепловые двигатели обладают общим свойством периодичностью действия (цикличностью), в результате чего рабочее тело периодически возвращается в исходное состояние.
Паровая машина тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию пара в механическую работу возвратно- поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. Первое известное устройство, приводимое в движение паром, было описано Героном Александрийским в первом столетии.
Двигатель внутреннего сгорания тепловой двигатель, который преобразовывает теплоту сгорания топлива в механическую работу. Первый практически пригодный газовый двигатель внутреннего сгорания был сконструирован французским механиком Этьеном Ленуаром () в 1860 году. Мощность двигателя составляла 8,8 кВт (12 л. с.).
Паровая турбина тепловой двигатель, в котором энергия пара преобразуется в механическую работу. Газовая турбина, тепловой двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого энергия сжатого я нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу.
Реактивный двигатель двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела. Реактивный двигатель был изобретен Гансом фон Охайном, выдающимся немецким инженером- конструктором и Фрэнком Уиттлом.
