Урок 10. Энергия топлива. Принципы работы тепловых двигателей. Двигатель внутреннего сгорания. Паровая турбина. Реактивный двигатель. Холодильные машины. Тепловые машины и экология. Обобщение по теме «Тепловые двигатели»
Предмет: Физика, 8 класс

Урок 10. Энергия топлива. Принципы работы тепловых двигателей. Двигатель внутреннего сгорания. Паровая турбина. Реактивный двигатель. Холодильные машины. Тепловые машины и экология. Обобщение по теме «Тепловые двигатели»

На этом уроке

Вы узнаете:

Что такое удельная теплота сгорания топлива.
Как вычислить количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива.
Что такое тепловые двигатели и какие существуют виды тепловых двигателей.
Что называют КПД теплового двигателя.

Ключевые слова

Энергия топлива; принципы работы тепловых двигателей; двигатель внутреннего сгорания; паровая турбина; реактивный двигатель; холодильные машины.

Основное содержание урока

Горение топлива — это химическая реакция окисления, при которой атомы углерода, содержащиеся в топливе, соединяются с атомами кислорода, содержащимися в воздухе.

Реакция окисления

Энергия, выделяющаяся при полном сгорании топлива, называется теплотой сгорания топлива.
Удельной теплотой сгорания топлива называют физическую величину, численно равную количеству теплоты, выделяющемуся при сгорании единицы массы топлива. Измеряется удельная теплота сгорания топлива в джоулях на килограмм.
Устройства, в которых происходит преобразование внутренней энергии топлива в механическую, называют тепловыми двигателями.

Тепловой двигатель

Отношение полезной работы, совершённой двигателем, к энергии, полученной от нагревателя, называют коэффициентом полезного действия теплового двигателя:

Простейший двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндра, внутрь которого перенесены места сжигания топлива и нагрева рабочего тела.

Он приводит в движение автомобили, тракторы, тепловозы, теплоходы и т. д.

Паровая турбина представляет собой насаженный на вал массивный диск. По ободу диска закреплены лопасти. Около лопастей расположены трубы — сопла, в которые поступает пар из котла.

Паровые турбины широко применяют на современных тепловых и атомных электростанциях, где паровую турбину соединяют с генератором электрического тока.

Газовая турбина сочетает в себе достоинства двигателя внутреннего сгорания и паровой турбины. Такие двигатели, имея большую мощность, нашли широкое применение в авиации.

Принцип действия холодильника заключается в том, что от холодного тела, находящегося в морозильнике, отнимается некоторое количество теплоты и передаётся более нагретому телу.

Для охлаждения в холодильнике используется вещество, которое легко испаряется, например, фреон.

В настоящее время количество ежегодно сжигаемого в различных тепловых машинах топлива настолько велико, что запасы ископаемого топлива на нашей планете стремительно оскудевают и всё более сложной проблемой становится охрана природы от вредного влияния продуктов сгорания.

Разбор типового тренировочного задания

КПД теплового двигателя равен отношению:

затраченной работы к энергии, полученной от нагревателя
энергии, полученной от нагревателя, к полезной работе
полезной работы к постоянной теплового двигателя
полезной работы к энергии, полученной от нагревателя

Ответ: 4) полезной работы к энергии, полученной от нагревателя.

Разбор типового контрольного задания

Удельная теплота сгорания топлива измеряется в:

Джоулях
Дж/с
Дж/(кг•°С)
Дж/кг

Ответ: Дж/кг.