Тепловые двигатели в общем представлении
Ты уже знаешь, что расширяющийся газ может совершать работу, теряя внутреннюю энергию — так объяснялось охлаждение струи из баллончика. Устройства, использующие именно этот эффект целенаправленно, называются тепловыми двигателями.
Что такое тепловой двигатель
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Тепловой двигатель — устройство, превращающее внутреннюю энергию топлива в механическую работу. Использует расширение нагретого газа, толкающего поршень или лопасти турбины.
Общая схема работы
Шаг 1. Топливо сгорает (вспомни удельную теплоту сгорания q), выделяя большое количество энергии.
Шаг 2. Эта энергия нагревает газ внутри двигателя — его внутренняя энергия резко растёт.
Шаг 3. Горячий газ расширяется и толкает поршень (или лопасти), совершая полезную механическую работу.
Шаг 4. Отработанный, уже остывший газ выбрасывается наружу, и цикл повторяется заново.
Два знакомых тебе примера
| Двигатель | Что расширяется |
|---|---|
| Двигатель внутреннего сгорания (автомобиль) | горячие газы после сгорания бензина |
| Паровая турбина (электростанция) | водяной пар высокого давления |
Почему тепловые двигатели никогда не имеют КПД 100%
Вспомни тему эффективности использования топлива: часть энергии всегда теряется — уходит с горячими выхлопными газами, на трение движущихся частей, на нагрев корпуса двигателя. Именно поэтому КПД реальных тепловых двигателей обычно составляет лишь 25–40%.
Краткий итог
ГЛАВНОЕ
Тепловой двигатель превращает внутреннюю энергию нагретого газа (от сгорания топлива) в механическую работу через расширение. Часть энергии всегда теряется, поэтому КПД теплового двигателя всегда меньше 100%.
Вопросы и ответы
Оцените урок:
