Thermische Motoren: Funktionsprinzip, Gerät, Schema
Betrachten wir die thermischen Motoren, das Prinzip der Operationdiese Mechanismen. In der Erdkruste und den Ozeanen können die Reserven der inneren Energie als unbegrenzt angesehen werden. Um praktische Probleme zu lösen, ist dies eindeutig nicht genug. Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip der Wärmekraftmaschine müssen bekannt sein, um Drehmaschinen und Fahrzeuge anzutreiben. Eine Person braucht solche Geräte, die nützliche Arbeit leisten können.
Thermische Motoren, deren Wirkprinzip wir in Betracht ziehen, sind die wichtigsten auf unserem Planeten. In ihnen verwandelt sich die innere Energie in eine mechanische Form.
Merkmale einer Wärmekraftmaschine
Was ist das Prinzip der Wärmekraftmaschine? Kurz gesagt kann es in einem einfachen Experiment dargestellt werden. Wenn Sie Wasser in ein Reagenzglas gießen, schließen Sie es mit einem Korken, bringen Sie es zum Kochen, es wird herausfliegen. Der Grund für das Verklemmen des Stopfens ist, dass der Dampf interne Arbeit leistet. Der Prozess wird begleitet von der Umwandlung der inneren Energie des Dampfes in einen kinetischen Wert für den Pfropfen. Wärmekraftmaschinen, deren Funktionsprinzip dem beschriebenen Experiment ähnelt, unterscheiden sich in ihrer Struktur. Anstelle eines Reagenzglases wird ein Metallzylinder verwendet. Der Stopfen wird durch einen Kolben ersetzt, der eng an den Wänden entlang des Zylinders anliegt.
Der Algorithmus der Aktion
Was ist das Prinzip der Wärmekraftmaschine? Klasse 10 berücksichtigt dieses Problem im Physikunterricht. Thermische Maschinen nennen die Jungs die Mechanismen, bei denen die Umwandlung der inneren Energie des Brennstoffes in eine mechanische Form beobachtet wird.
Um eine nützliche Arbeit des Motors zu machen,Auf beiden Seiten des Kolbens oder der Schaufeln einer leistungsstarken Turbine wird ein Differenzdruck erzeugt. Um diese Druckdifferenz zu erreichen, steigt die Temperatur des Arbeitsfluids um Tausende von Grad im Vergleich zu seinem Durchschnitt in der Umgebung. Es gibt einen ähnlichen Temperaturanstieg während der Verbrennung von Kraftstoff.
Temperatur ändert sich
Alle modernen thermischen Maschinen sind ausgezeichnetArbeitskörper. Sie werden Gas genannt, das nützliche Arbeit im Expansionsprozess leistet. Die Anfangstemperatur, bezeichnet als T1, erwirbt er im Dampfkessel Maschinen oder Turbinen. Dies wird die Temperatur der Heizung genannt. Während der Durchführung der Arbeit tritt ein allmählicher Verlust von Gasenergie auf. Dies führt zu der unvermeidlichen Abkühlung des Arbeitsmediums auf einen bestimmten T2. Die Temperatur sollte niedriger als die Umgebungstemperatur sein, sonst wird der Gasdruck einen niedrigeren Wert als der Atmosphärendruck haben und der Motor wird nicht arbeiten.
Der Index T2 wird die Temperatur des Kühlschranks genannt. In seiner Qualität ist eine Atmosphäre oder ein spezielles Gerät notwendig für die Kondensation und Abkühlung des Abdampfes.
Einige Fakten
Also, Wärmekraftmaschinen, das Prinzip der Aktiondie auf der Erweiterung des Arbeitskörpers basiert, kann nicht die gesamte innere Energie für die Ausführung der Arbeit geben. In jedem Fall wird ein Teil der Wärme zusammen mit dem Abdampf oder den Abgasen von Turbinen oder Verbrennungsmotoren in die Atmosphäre (Kühlschrank) übertragen.
Effizienz von thermischen Maschinen
Was ist das Arbeitsprinzip einer Wärmekraftmaschine? Die Effizienz einer Wärmekraftmaschine hängt von der Menge an nützlicher Arbeit ab, die durch das Gas geleistet wird. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass es unmöglich ist, innere Energie vollständig in die Arbeit einer Wärmekraftmaschine umzuwandeln, ist es möglich, die Irreversibilität natürlicher Prozesse und Phänomene zu erklären. In dem Fall, dass eine spontane Rückführung von Wärme von dem Kühlschrank zu der Heizvorrichtung erfolgte, würde die innere Energie vollständig in nützliche Arbeit mittels einer Wärmekraftmaschine umgewandelt werden.
Der Wirkungsgrad wird aufgerufendas Verhältnis der nützlichen Arbeit, die von der Wärmekraftmaschine geleistet wird, zu der Wärmemenge, die zu dem Kühlschrank übertragen wird. In der Physik ist es üblich, diesen Wert als Prozentsatz auszudrücken. Dies ist das Prinzip der Wärmekraftmaschine. Sein Schema ist klar und einfach, sogar für Schüler zugänglich. Die Gesetze der Thermodynamik erlauben es, den maximalen Wert der Effizienz zu berechnen.
Die Erfindung einer thermischen Maschine
Der erste Erfinder einer Maschine mit Wärme,wurde Sadi Carnot. Er entwickelte eine ideale Maschine, in der das ideale Gas der Arbeitskörper war. Darüber hinaus konnte der Wissenschaftler den Wirkungsgrad eines solchen Geräts anhand der Temperaturen von Kühlschrank und Heizgerät ermitteln.
Carnot war in der Lage, die Beziehung zwischen zu bestimmeneine echte thermische Maschine, die auf der Basis eines Heizers und eines Kondensators arbeitet, der eine Luft oder ein Kondensator ist. Aufgrund der von Carnot für seine erste ideale thermische Maschine vorgeschlagenen mathematischen Formel wird die maximale Effizienz bestimmt. Es besteht eine direkte Verbindung zwischen der Temperatur der Heizung und dem Kühlschrank.
Damit die Maschine voll funktioniert,Die Temperatur sollte nicht unter ihrem Wert in der Umgebungsluft liegen. Falls gewünscht, können Sie die Temperatur des Heizers erhöhen, nicht zu vergessen, dass jeder feste Körper eine gewisse Wärmebeständigkeit hat. Wenn es sich aufheizt, verliert es seine Elastizität, und wenn der Schmelzpunkt erreicht ist, schmilzt es einfach.
Verbrennungsmotor
Es ist eine thermische Maschine, in der FormArbeitskörper verwenden Hochtemperatur-Gase, die während der Verbrennung von verschiedenen Arten von Kraftstoff in der Kammer erhalten. Es gibt vier Takte im Betrieb des Automotors. Zu seinen Bestandteilen gehören die Einlass- und Auslassventile, die Brennkammer, der Kolben, der Zylinder, die Zündkerze, die Pleuelstange und das Schwungrad.
Fazit
Verwenden Sie derzeit verschiedene Arten vonAutomotoren: Diesel, Vergaser. Trotz der Unterschiede im verwendeten Brennstoff haben sie ein ähnliches Arbeitsprinzip. Aufgrund der bei der Verbrennung von Benzin erzeugten Wärmeenergie findet die Umwandlung von Wärmeenergie in einen anderen Typ statt.
In der ersten Phase gibt es eine sanfte BewegungVentil unten ist der Prozess aufgrund der Füllung der Kammer mit der Arbeitsmischung. Am Ende des ersten Balkens schließt das Einlassventil. Weiter bewegt sich der Kolben nach oben, so dass die Kompression eines Arbeitsgemisches auftritt. Das Auftreten eines Funkens in einer Kerze führt zur Entzündung einer brennbaren Mischung. Der Druck, den der Luft- und Benzindampf auf den Kolben ausübt, führt zu seiner spontanen Abwärtsbewegung, weshalb die Uhr als "Arbeitshub" bezeichnet wird. Die Kurbelwelle wird in Bewegung versetzt. In der vierten Stufe öffnet das Auslassventil, die Abgase werden in die Atmosphäre ausgestoßen.
