Презентация "Тепловые двигатели" 10 класс

• 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