Презентация "Тепловые двигатели" 10 класс


Подписи к слайдам:
Слайд 1

  • Авторский урок физики в 10 профильном классе.
  • Учитель физики высшей категории
  • Рыженко Александра Федоровна.
  • ЧСШ №1.
  • г. Саяногорск 2010 г.

1.Сформировать понятие о физических принципах действия тепловых двигателей.

  • 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.

  • 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

  • Тепловой двигатель – это устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию.

1690 – пароатмосферная машина Д.Папена

  • 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)

  • В апреле 1763 г. Ползунов
  • демонстрировал работу
  • огнедействующей машины
  • «для заводских нужд»

  • 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.

  • 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

  • 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.

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.

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.

  • Нагреватель. T₁
  • Холодильник. T₂
  • Рабочее тело
  • Q₁
  • Q₂
  • Q₁ - Q₂= A
  • Как работает тепловой двигатель?

  • Коэффициент полезного действия теплового двигателя
  • (КПД) – отношение работы, совершаемой двигателем за цикл,
  • к количеству теплоты, полученной от нагревателя.

КПД ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

  • Тепловой двигатель
  • К П Д в %
  • Паровая машина
  • Ползунова
  • Уатта
  • 1
  • 3 -4
  • Паровая турбина
  • 35
  • Газовая турбина
  • 45
  • Двигатель внутреннего сгорания
  • 20 -35
  • Двигатель Дизеля
  • Первый
  • Тракторный
  • Стационарный
  • 22
  • 28 - 32
  • 34 - 44
  • Реактивный двигатель
  • 47

  • 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.

  • 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

«Тепловые двигатели наоборот» это : холодильник, кондиционер и тепловой насос.

  • «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.

«ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ НАОБОРОТ», ИХ ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ.

  • Q₁- количество теплоты, отобранное у продуктов.
  • Q₂ - количество теплоты, переданное воздуху в помещении.
  • А - работа электрического тока.
  • Рабочее тело
  • Q₁
  • A
  • Q₂=Q₁+A

  • 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.

  • 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.

В 1829 году инженер Дж. Стефенсон построил лучший для того времени паровоз «Ракета».

  • 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

Прообразом современного автомобиля считают самодвижущуюся повозку немецких механиков Г.Даймлера и Бенца. В 1883 году легкий ДВС был установлен на обычный конный экипаж.

  • Прообразом современного автомобиля считают самодвижущуюся повозку немецких механиков Г.Даймлера и Бенца. В 1883 году легкий ДВС был установлен на обычный конный экипаж.

17 декабря 1903 года американские изобретатели Орвил и Уилбур Райт провели испытание первого в мире самолета - аэроплана (планера, снабженного ДВС).

  • 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.

17 августа 1933 года в воздух поднялась на высоту около 400 м первая советская жидкостная ракета, сконструированная М.К.Тихомировым.

  • 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.

  • Схема двигателя внутреннего сгорания.
  • 1.- камера сгорания;
  • 2- поршень;
  • 3- кривошипно – шатунный механизм;
  • 4 – радиатор в системе охлаждения;
  • 5 – вентилятор
  • 6 – система выпуска газов.

  • 80 % - бесполезные потери
  • 20 % - полезно затраченная энергия:
  • 3 % - освещение
  • 4 % - преодоление сопротивления
  • 4 % - работа силы трения колес
  • 9 % - движение автомобиля

  • Транспортных единиц
  • Транспортных единиц на 1000 населения.
  • Легковые
  • 116551
  • 217
  • Грузовые
  • 12326
  • 22,9
  • Автобусы
  • 2315
  • 4,3
  • Мототранспорт
  • 10905
  • 20,3
  • Всего
  • 142097
  • 264,6

ПОВЫШЕНИЕ КПД ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

  • Использование тепловых двигателей дает человеку огромные возможности и одновременно является наиболее сильным фактором
  • разрушения природы.

«Могущество страны не только в одном материальном богатстве, но и в духе народа.

  • «Могущество страны не только в одном материальном богатстве, но и в духе народа.
  • Чем шире, свободнее эта душа, тем большего величия и силы достигает государство.
  • А что воспитывает широту духа, как не эта удивительная природа!
  • Её надо беречь, как мы бережём самую жизнь человека.
  • Потомки никогда не простят нам опустошения земли, надругательства над тем, что по праву принадлежит не только нам, но и им.»
  • П.И.Чайковский