Двигатель в котором пар или нагретый до высокой температуры

Содержание

Вы уже познакомились с самым распространенным видом теплового двигателя — двигателем внутреннего сгорания. Следующий вид, который мы рассмотрим — это турбина.

Турбины бывают газовые, паровые и гидравлические. Рабочим телом паровой турбины является пар. У газовой турбины же рабочим телом являются газы, образующиеся при сгорании топлива в специальных камерах. Устройство и работа газовой турбины аналогичны устройству и работе паровой турбины.

Для изучения мы выберем паровую турбину. В данном уроке вы узнаете, как она устроена, ее принцип действия, историю создания и применение в жизни.

Устройство и работа паровой турбины

Турбина — это тепловой двигатель, в котором пар или газ, нагретый до высокой температуры, вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала.

Схема простейшего варианта паровой турбины представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Устройство паровой турбины

Диск 4 насажен на вал 5. На ободе диска закреплены лопатки 2. Около лопаток располагаются трубы — сопла 1, в которые поступает пар 3 из котла.

Принцип действия паровой турбины достаточно прост. Из сопел вырываются струи пара и оказывают на лопатки значительное давление. Таким образом струи пара приводят диск турбины в быстрое движение. Так внутренняя энергия пара переходит в механическую энергию. 

{«questions»:[{«content»:»В устройстве паровой турбины пар выходит из[[choice-1]]»,»widgets»:{«choice-1»:{«type»:»choice»,»options»:[«сопел»,»диска»,»вала»,»клапанов»],»answer»:[0]}}}]}

В настоящее время в турбинах устанавливают несколько дисков сразу, насаженных на один общий вал. Так пар будет проходить через все лопатки дисков, при этом отдавая каждому часть своей энергии.

История создания паровой турбины

В ходе истории было предпринято большое количество попыток создания механизмов, похожих на паровую турбину именно в том виде, какой мы ее рассматриваем сейчас. Можно сказать, что все началось еще в I веке. Герон Александрийский создал интересный механизм (рисунок 2). Но его потенциал не оценили и восприняли как забавную игрушку.

Рисунок 2. Геронов шар

Это изобретение по праву можно назвать первым прототипом паровой турбины. В котле кипела вода и образовывался пар. По трубке пар подавался к шару и вылетал из сопел. Шар начинал вращаться.

Считается, что первую паровую турбину создал в 1883 году шведский изобретатель Густав Лаваль. В 1889 году Лаваль дополнил сопла турбины коническими расширителями. Такой вариант сопел стал прародителем будущих ракетных сопел. Турбина Лаваля стала прорывом в инженерии.

С этого момента турбины стали активно использовать для приведения в действие электрогенераторов. В этом же году количество используемых турбин выросло до трехсот.

В 1894 году английский инженер Чарлз Парсонс построил опытное судно “Турбиния” с приводом от паровой турбины. Скорость этого судна достигала $60 frac{км}{ч}$. В настоящее время судно находится в музее Newcastle’s Discovery Museum (рисунок 3), а её турбина находится в Лондонском музее науки.

Рисунок 3. “Турбиния” в музее Newcastle’s Discovery Museum{«questions»:[{«content»:»Создателем паровой турбины является[[choice-1]]»,»widgets»:{«choice-1»:{«type»:»choice»,»options»:[«Густав Лаваль»,»Герон Александрийский»,»Чарлз Парсонс»,»Джеймс Уатт»],»answer»:[0]}}}]}

Современные паровые турбины широко используются во многих сферах. 

Например, на электростанциях генератор электрического тока зачастую соединяют с турбиной. Такие турбины могут вращаться, выполняя до 3000 оборотов в минуту. Это позволяет использовать их для приведения в движение генераторов тока.

Также тепловые турбины устанавливают на тепловых электростанциях. В 2017 году на Уральском турбинном заводе была выпущена паровая турбина, электрическая мощность которой достигает $335 space МВт$, а тепловая нагрузка — $385 frac{Гкал}{ч}$ (рисунок 4). Этого достаточно, чтобы обеспечить теплом более 100 000 квартир.

Рисунок 4. Энергетическая паровая турбина Т-295

Паровые турбины стоят и на различных заводах. На производстве данные турбины функционируют на отработавшем паре, позволяя получить из практически “отходов производства” полезную энергию. Используют их и на кораблях в качестве главного или вспомогательного двигателя.

Одной из самых мощных паровых турбин в мире на сегодняшний день является турбина Siemens SST5-9000 (рисунок 5). Ее мощностью составляет $1900 space МВт$. Спрос на такие мощности очень мал, так как реализовать такой потенциал можно только на атомных электростанциях.

Рисунок 5. Турбина Siemens SST5-9000

На сухопутном и воздушном транспорте паровые турбины не используют, потому что для их функционирования необходимо большое количество пара, а следовательно, и жидкости.

Принцип действия и КПД тепловых двигателей. Физика. 10 класс. — Паровая турбина.КПД теплового двигателя

Прин­цип дей­ствия теп­ло­во­го дви­га­те­ля

1. Тепловые двигатели

Темой про­шло­го урока был пер­вый закон тер­мо­ди­на­ми­ки, ко­то­рый за­да­вал связь между неко­то­рым ко­ли­че­ством теп­ло­ты, ко­то­рое было пе­ре­да­но пор­ции газа, и ра­бо­той, со­вер­ша­е­мой этим газом при рас­ши­ре­нии.

И те­перь при­шло время ска­зать, что эта фор­му­ла вы­зы­ва­ет ин­те­рес не толь­ко при неких тео­ре­ти­че­ских рас­чё­тах, но и во вполне прак­ти­че­ском при­ме­не­нии, ведь ра­бо­та газа есть не что иное как по­лез­ная ра­бо­та, какую мы из­вле­ка­ем при ис­поль­зо­ва­нии теп­ло­вых дви­га­те­лей.

Опре­де­ле­ние. Теп­ло­вой дви­га­тель – устрой­ство, в ко­то­ром внут­рен­няя энер­гия топ­ли­ва пре­об­ра­зу­ет­ся в ме­ха­ни­че­скую ра­бо­ту (рис. 1).

Рис. 1. Раз­лич­ные при­ме­ры теп­ло­вых дви­га­те­лей (Ис­точ­ник), (Ис­точ­ник)

Как видно из ри­сун­ка, теп­ло­вы­ми дви­га­те­ля­ми яв­ля­ют­ся любые устрой­ства, ра­бо­та­ю­щие по вы­ше­ука­зан­но­му прин­ци­пу, и они ва­рьи­ру­ют­ся от неве­ро­ят­но про­стых до очень слож­ных по кон­струк­ции.

Все без ис­клю­че­ния теп­ло­вые дви­га­те­ли функ­ци­о­наль­но де­лят­ся на три со­став­ля­ю­щие (см. рис. 2):

• На­гре­ва­тель
• Ра­бо­чее тело
• Хо­ло­диль­ник

Рис. 2. Функ­ци­о­наль­ная схема теп­ло­во­го дви­га­те­ля (Ис­точ­ник)

2. Работа газа в тепловых двигателях

На­гре­ва­те­лем яв­ля­ет­ся про­цесс сго­ра­ния топ­ли­ва, ко­то­рое при сго­ра­нии пе­ре­да­ёт боль­шое ко­ли­че­ство теп­ло­ты  газу, на­гре­вая тот до боль­ших тем­пе­ра­тур. Го­ря­чий газ, ко­то­рый яв­ля­ет­ся ра­бо­чим телом, вслед­ствие по­вы­ше­ния тем­пе­ра­ту­ры, а сле­до­ва­тель­но, и дав­ле­ния, рас­ши­ря­ет­ся, со­вер­шая ра­бо­ту . Ко­неч­но же, так как все­гда су­ще­ству­ет теп­ло­пе­ре­да­ча с кор­пу­сом дви­га­те­ля, окру­жа­ю­щим воз­ду­хом и т. д., ра­бо­та не будет чис­лен­но рав­нять­ся пе­ре­дан­ной теп­ло­те – часть энер­гии  ухо­дит на хо­ло­диль­ник, ко­то­рым, как пра­ви­ло, яв­ля­ет­ся окру­жа­ю­щая среда.

Проще всего можно пред­ста­вить себе про­цесс, про­ис­хо­дя­щий в про­стом ци­лин­дре под по­движ­ным порш­нем (на­при­мер, ци­линдр дви­га­те­ля внут­рен­не­го сго­ра­ния).

Есте­ствен­но, чтобы дви­га­тель ра­бо­тал и в нём был смысл, про­цесс дол­жен про­ис­хо­дить цик­ли­че­ски, а не ра­зо­во.

То есть после каж­до­го рас­ши­ре­ния газ дол­жен воз­вра­щать­ся в пер­во­на­чаль­ное по­ло­же­ние (рис. 3).

Рис. 3. При­мер цик­ли­че­ской ра­бо­ты теп­ло­во­го дви­га­те­ля (Ис­точ­ник)

Для того чтобы газ воз­вра­щал­ся в на­чаль­ное по­ло­же­ние, над ним необ­хо­ди­мо вы­пол­нить некую ра­бо­ту (ра­бо­та внеш­них сил).

А так как ра­бо­та газа равна ра­бо­те над газом с про­ти­во­по­лож­ным зна­ком, для того чтобы за весь цикл газ вы­пол­нил сум­мар­но по­ло­жи­тель­ную ра­бо­ту (иначе в дви­га­те­ле не было бы смыс­ла), необ­хо­ди­мо, чтобы ра­бо­та внеш­них сил была мень­ше ра­бо­ты газа.

То есть гра­фик цик­ли­че­ско­го про­цес­са в ко­ор­ди­на­тах P-V дол­жен иметь вид: за­мкну­тый кон­тур с об­хо­дом по ча­со­вой стрел­ке. При дан­ном усло­вии ра­бо­та газа (на том участ­ке гра­фи­ка, где объём рас­тёт) боль­ше ра­бо­ты над газом (на том участ­ке, где объём умень­ша­ет­ся) (рис. 4).

Рис. 4. При­мер гра­фи­ка про­цес­са, про­те­ка­ю­ще­го в теп­ло­вом дви­га­те­ле

Раз мы го­во­рим о неко­ем ме­ха­низ­ме, обя­за­тель­но нужно ска­зать, каков его КПД.

В современной технике широко применяют другой тип теплового двигателя. В нём пар или нагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала. Такие двигатели называют турбинами.

Ротор паровой турбины

Схема устройства простейшей паровой турбины приведена на рисунке 28. На вал 5 насажен диск 4, по ободу которого закреплены лопатки 2. Около лопаток расположены трубы — сопла 1, в которые поступает пар 3 из котла. Струи пара, вырывающиеся из сопел, оказывают значительное давление на лопатки и приводят диск турбины в быстрое вращательное движение.

Схема паровой турбины

В современных турбинах применяют не один, а несколько дисков, насаженных на общий вал. Пар последовательно проходит через лопатки всех дисков, отдавая каждому из них часть своей энергии.

На электростанциях с турбиной соединён генератор электрического тока. Частота вращения вала турбин достигает 3000 оборотов в минуту, что является очень удобным для приведения в движение генераторов электрического тока.

• В нашей стране строят паровые турбины мощностью от нескольких киловатт до 1 200 000 кВт.
• Применяют турбины на тепловых электростанциях и на кораблях.
• Постепенно находят всё более широкое применение газовые турбины, в которых вместо пара используются продукты сгорания газа.

Любой тепловой двигатель превращает в механическую энергию только незначительную часть энергии, которая выделяется топливом. Большая часть энергии топлива не используется полезно, а теряется в окружающем пространстве.

Тепловой двигатель состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника.

Газ или пар, который является рабочим телом, получает от нагревателя некоторое количество теплоты. Рабочее тело, нагреваясь, расширяется и совершает работу за счёт своей внутренней энергии.

Часть энергии передаётся атмосфере — холодильнику — вместе с отработанным паром или выхлопными газами.

Очень важно знать, какую часть энергии, выделяемой топливом, тепловой двигатель превращает в полезную работу. Чем больше эта часть энергии, тем двигатель экономичнее.

Для характеристики экономичности различных двигателей введено понятие коэффициента полезного действия двигателя — КПД.

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

Коэффициент полезного действия обозначают η (греч. буква «эта»).

КПД теплового двигателя определяют по формуле

где Ап — полезная работа, Q1 — количество теплоты, полученное от нагревателя, Q2 — количество теплоты, отданное холодильнику, Q1 — Q2 — количество теплоты, которое пошло на совершение работы. КПД выражается в процентах.

Например, двигатель из всей энергии, выделившейся при сгорании топлива, расходует на совершение полезной работы только одну четвёртую часть. Тогда коэффициент полезного действия двигателя равен ¼, или 25% .

КПД двигателя обычно выражают в процентах. Он всегда меньше единицы, т. е. меньше 100% . Например, КПД двигателей внутреннего сгорания 20—40%, паровых турбин — немногим выше 30%.

Домашняя работа

Задание 1. Ответить на вопросы.

1. Какие тепловые двигатели называют паровыми турбинами?
2. В чём отличие в устройстве турбин и поршневых машин?
3. Из каких частей состоит паровая турбина и как она работает?
4. Почему в тепловых двигателях только часть энергии топлива превращается в механическую энергию?
5. Что называют КПД теплового двигателя?
6. Почему КПД двигателя не может быть не только больше 100%, но и равен 100%?

Задание 2. Решить задачи. ☝    При равномерном перемещении груза массой 30 кг по наклонной плоскости была приложена сила 80 Н.  Вычисли КПД плоскости, если ее длина 3,6 м, а высота – 60 см.

☝    Какова длина наклонной плоскости, если при перемещении груза массой 1 кг была приложена сила 5 Н? Высота наклонной плоскости 0,2 м, а КПД 80%. ☝    Груз массой 300 кг подняли с помощью рычага на высоту 0,5 м.

При этом к длинному плечу рычага была приложена сила 500 Н, а точка приложения силы опустилась на 4 м. Вычислите КПД рычага.

☝    Какая сила была приложена к длинному плечу рычага с КПД 40%, если груз массой 100 кг был поднят на высоту 10 см, а длинное плечо рычага опустилось на 50 см?

Тест по физике «Парообразование» и «Тепловые двигатели» для 8 класса

11.11.2018

Главная ›
Физика › 8 класс

Тест по физике «Парообразование» и «Тепловые двигатели» для 8 класса с ответами. Тест включает в себя 2 варианта, в каждом варианте 10 заданий с выбором ответа.

1 вариант

• А1. Процесс испарения может наблюдаться
• 1) для газов
  2) для жидкостей
  3) для твёрдых тел
• 4) для жидкостей и твёрдых тел

1. А2.

   Кипение жидкости происходит

2. 1) только при температуре кипения жидкости
   2) только при температурах, равных или больших температуры кипения жидкости
   3) при любых температурах
3. 4) только при температурах, больших 20 °С
4. А3.

   С повышением температуры жидкости скорость испарения

5. 1) не изменяется
   2) уменьшается
   3) увеличивается
6. 4) может как увеличиваться, так и уменьшаться

А4.

Плотность водяного пара в комнате при температуре 18 °С равна 6 г/м3, плотность насыщенного пара при температуре 18 °С равна 15 г/м3. Относительная влажность воздуха в этом помещении составляет

1) 40 %
2) 60 %
3) 80 %

4) 100 %

А5. Удельная теплота парообразования воды 2,3 · 106 Дж/кг. Количество энергии, необходимое для превращения 3 кг воды, находящейся при температуре 100 °С, в пар, равно

• 1) 0,77 · 106 ДЖ
  2) 6,9 · 106 Дж
  3) 77 · 105 Дж
  4) 6,9 · 104 Дж
• А6. В тепловом двигателе полезную работу совершает
• 1) сгорающее топливо
  2) расширяющийся газ
  3) охлаждающее тело
• 4) сгорающее топливо и расширяющийся газ

А7. Двигатель совершает полезную работу 600 Дж и име­ет КПД, равный 40 %. Количество теплоты, получен­ное двигателем от нагревателя, равно

1) 240 Дж
2) 600 Дж
3) 1260 Дж

4) 1500 Дж

B1. Установите соответствие между устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе их действия.

1. Устройство
2. А) Паровая турбина
   В) Гигрометр
3. Физическое явление, лежащее в основе действия устройства
4. 1) Зависимость длины волоса от влажности воздуха
   2) Превращение энергии химиче­ских реакций в электрическую энергию
   3) Превращение энергии топлива в механическую энергию внутри двигателя
   4) Давление пара
5. 5) Охлаждение тел при испарении

В2. Определите изменения физических величин в процес­се кипения.

• Физическая величина
• А) Количество теплоты
  Б) Внутренняя энергия
• Характер изменения
• 1) Выделяется
  2) Поглощается
  3) Не изменяется
  4) Увеличивается
• 5) Уменьшается

C1. На сколько градусов можно нагреть воду массой 4 кг при сжигании керосина массой 30 г, если КПД нагре­вателя 75 %? Удельная теплота сгорания керосина 4,6 · 107 Дж/кг, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг · °С).

2 вариант

1. A1. Жидкость может переходить в газообразное состояние
2. 1) только путём конденсации
   2) только путём кипения
   3) только путём испарения
3. 4) путём испарения и кипения
4. А2.

   Испарение жидкости происходит

5. 1) только при температуре кипения жидкости
   2) только при температурах, равных или больших температуры кипения жидкости
   3) при любых температурах
6. 4) только при температурах, больших 20 °С
7. А3.

   С уменьшением площади поверхности жидкости ско­рость испарения

8. 1) не изменяется
   2) уменьшается
   3) увеличивается
9. 4) может как увеличиваться, так и уменьшаться

А4.

Плотность водяного пара в комнате при температуре 20 °С равна 6,8 г/м3, плотность насыщенного пара при температуре 20 °С равна 17 г/м3. Относительная влажность воздуха в этом помещении составляет

1) 40 %
2) 60 %
3) 80 %

4) 100 %

А5. Удельная теплота парообразования ртути 0,3 · 105 Дж/кг. Количество энергии, необходимое для превращения 200 г ртути, находящейся при температуре кипения 357 °С, в пар, равно

• 1) 6 кДж
  2) 6 · 106 Дж
  3) 6 · 105 Дж
  4) 1,5 · 105 Дж
• А6. Двигатель, в котором пар или нагретый до высокой температуры газ оказывает большое давление на ло­патки и вращает вал двигателя, называется
• 1) паровой котел
  2) двигатель внутреннего сгорания
  3) паровая или газовая турбина
• 4) реактивный двигатель

А7. Паровая машина совершила полезную работу 30 кДж, получив от нагревателя 90 кДж теплоты. КПД паро­вой машины равен

1) 24 %
2) 33 %
3) 37,5%

4) 67 %

B1. Установите соответствие между устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе их действия.

1. Устройство
2. А) Психрометр
   Б) Двигатель внутреннего сгорания
3. Физическое явление, лежащее в основе действия устройства
4. 1) Зависимость длины волоса от влаж­ности воздуха
   2) Превращение энергии химических реакций в тепловую энергию
   3) Превращение энергии топлива в меха­ническую энергию внутри двигателя
   4) Давление пара
5. 5) Охлаждение тел при испарении

В2. Определите изменения физических величин в процессе конденсации.

• Физическая величина
• А) Количество теплоты
  Б) Внутренняя энергия
• Характер изменения
• 1) Выделяется
  2) Поглощается
  3) Не изменяется
  4) Увеличивается
• 5) Уменьшается

C1. КПД двигателя внутреннего сгорания равен 20%. Ка­кая полезная работа будет совершена двигателем при сгорании 65 г бензина? Удельная теплота сгорания бензина 4,6 · 107 Дж/кг.

Ответы на тест по физике «Парообразование» и «Тепловые двигатели» для 8 класса
1 вариант
А1-4
А2-1
А3-3
А4-1
А5-2
А6-2
А7-4
В1. 41
В2. 24
С1. 62 °С

2 вариант

А1-4
А2-3
А3-2
А4-1
А5-1
А6-3
А7-2
В1. 53
В2. 15

С1. 598 кДж

Двигатель внутреннего сгорания. Паровая турбина

8 класс

Предмет:Физика

Учитель информатик и ИКТ, Физики: Воробьева В.В.

Место работы: МОУ «Школа № 116 г. Донецка»

Урок № ____. Тема: «Двигатель внутреннего сгорания. Паровая турбина»

• ДАТА ПРОВЕДЕНИЯ: _____________
• Цель урока:
• Образовательная: рассмотреть устройство и принцип действия ДВС; показать области их применения, выявить проблемы, возникающие при их эксплуатации; рассмотреть применение закона сохранения и превращения энергии в тепловых двигателях, объяснить принцип действия тепловых двигателей.
• Развивающая: развивать монологическую речь учащихся, развивать умения излагать и воспринимать новый материал; содействовать формированию навыков сравнения, обобщения, логического мышления, поддерживать интерес к предмету.
• Воспитательная: показать значение тепловых двигателей в жизни человека; объяснить принцип действия тепловых двигателей, рассмотреть, в чем заключается вредное воздействие тепловых двигателей на окружающую среду и здоровье человека; выяснить пути охраны окружающей среды.
• Тип урока:Урок изучения нового материала.
• Формы организации учебной деятельности:фронтальная; индивидуальная.

Учебник: Белага В.В. Физика. 8 класс. Учеб. для общеобразоват. организаций. (Сферы) / Белага В.В., Ломаченков И А., Панебратцев Ю.А.– М.: Просвещение, 2016. – 159 с.

1. ХОД УРОКА:
2. «Процесс научных открытий – это,
3. в сущности, непрерывное бегство от чудес». Альберт Эйнштейн 
4. 1. Организационный момент:

Приветствие учащихся, сообщение темы и целей урока. Проверка готовности к уроку (наличие: тетрадей, ручек, дневников и т.д.). Выяснение отсутствующих на уроке по журналу.

Учитель проводит вводный инструктаж по технике безопасности в кабинете физики.

2. Актуализация знаний. Приложение 2.

3. Изучение нового материала

Слайд 2.Дви́гательвну́треннегосгора́ния (ДВС)— это тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу.

• Несмотря на то, что ДВС являются весьма несовершенным типом тепловых машин (низкий КПД, сильный шум, токсичные выбросы, меньший ресурс), благодаря своей автономности (необходимое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические аккумуляторы) ДВС очень широко распространены, например на транспорте.
• Слайд 3. Типы ДВС
• Чаще всего в качестве топлива в таких двигателях используется бензин, хотя также можно использовать керосин, дизель или горючий газ (например, пропан или бутан, которые используют в качестве топлива для экспериментальных автомобилей).

Слайд 4. Основные части. Двигатель состоит из цилиндра 1, в котором перемещается поршень 2, соединенный при помощи шатуна 3 с коленчатым валом 4.

В верхней части цилиндра имеется дваклапана 5, которые при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты.

Через левый клапан в цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи 6, а через правый клапан выпускаются отработавшие газы.

Слайд 5. Принцип работы ДВС.

1. (просмотр видеофрагмента)
2. Рассмотрим принцип работы ДВС.
3. Крайние положения поршня в цилиндре называют мертвыми точками.

Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называется ходом поршня. Один рабочий цикл в двигателе происходит за 4 (в некоторых – за 2) хода поршня или такта. Поэтому такие двигатели называются четырёхтактными (двухтактными). Рассмотрим более подробно каждый такт.

1 такт – впуск: при повороте вала поршень опускается вниз. Объём над поршнем увеличивается, в цилиндре создается разрежение, впускной клапан открывается и в цилиндр входит горючая смесь. В конце такта цилиндр заполняется горючей смесью и впускной клапан закрывается.

2 такт – сжатие: при дальнейшем повороте вала поршень начинает двигаться вверх и сжимает горючую смесь, когда поршень доходит до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь возгорается от электрической искры, которую дает свеча и быстро сгорает.

3 такт – рабочий ход: образующиеся при сгорании смеси газы давят на поршень, и он движется вниз. В этом случае двигатель совершает работу. Этот такт называется рабочим ходом.

Во 2 и 3 тактах оба клапана закрыты.

4 такт – выпуск: в конце 3 такта выпускной клапан открывается и через него продукты сгорания выходят в атмосферу. В течение такта поршень движется вверх. В конце такта выпускной клапан закрывается.

Слайд 6. Использование ДВС

ДВС часто используется в транспорте, и для каждого вида транспорта нужен свой тип ДВС.

Так для общественного транспорта необходим ДВС имеющий хорошую тягу на низких оборотах, в общественном транспорте применяется ДВС большого объёма развивающий максимальную мощность на малых оборотах. В гоночных болидах формулы-1 используется ДВС ,который достигает максимальной мощности на высоких оборотах , но он имеет относительно малый объём.

• Слайд 7.
• В современной технике широко применяют другой тип теплового двигателя.
• Паровая турбина — это такой двигатель, в котором пар или нагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала.

Работает турбина следующим образом: Пар, полученный в паровом котле под большим давлением, имеет температуру близкую к 600С. Он направляется в сопло и в нем расширяется.

При расширении пара происходит превращение его внутренней энергии в кинетическую энергию направленного движения струи пара. Струи пара, обладающие большой кинетической энергией, поступают из сопла на лопасти турбины и приводят диск турбины в быстрое вращательное движение.

 Вал и диск с лопастями образуют ротор турбины, который помещается в корпус. По всей поверхности корпуса помещаются сопла.

Слайд 8.Рассмотрим устройство паровой турбины.

На вал 3 насажен диск 4, по ободу которого закреплены лопатки 2. Около лопаток расположены трубы-сопла 1, в которые поступает пар из котла. Струи пара оказывают давление на лопатки и диск турбины, что приводит во вращательное движение этот диск.

В современных турбинах используют несколько дисков, насаженных на общий вал. Пар, проходя последовательно через каждую лопатку всех дисков, каждому отдаёт часть своей энергии.

Паровые турбины применяют на тепловых и атомных электростанциях, соединённых с генератором электрического тока. Частота вращения вала турбин достигает 3000 оборотов в минуту, что является очень удобным для приведения в движение генераторов электрического тока

4. Физкультминутка

5. Закрепление изученного материала.

Задача: Тепловой двигатель получил от нагревателя 200 МДж энергии, а отдал холодильнику – 120 МДж. Определить работу, которую выполнил двигатель и его КПД.

Дано:  Q1 = 200 МДж 2*108 Дж Q2 = 120 МДж 1,2*108 Дж Найти: А — ? η — ?

Решение: А=Q1 – Q2 – работа тепловой машины. А=2*108 Дж –1,2*108 Дж=0,8*108 Дж. η=А/Q1 – коэффициент полезного действия. η =(0,8*108 Дж/2*108 Дж)*100%=40%. Ответ:А=0,8*108 Дж; КПД=40%.

1. Ну, а сейчас давайте ещё раз коротко повторим то, с чем мы познакомились на сегодняшнем уроке.
2. Какие тепловые двигатели называют ДВС?
3. Основные части ДВС.
4. Что называют мёртвыми точками.
5. Какой из четырёх тактов – рабочий?
6. Какие тепловые двигатели называют паровыми турбинами?
7. Какими преимуществами обладает турбина по сравнению с двигателем внутреннего сгорания?
8. 6. Домашнее задание:
9. Параграфы 22, 23
10. Найти дополнительный материал о замене ДВС электродвигателями.
11. Составить памятку для людей, призывающую их спасти Землю.
12. 7. Рефлексия
13. Учащиеся по очереди высказывают по одной фразе, выбирая начало фразы из рефлексивного экрана:

Сегодня на уроке я узнал (а) …

Было интересно …

Было тяжело …

Я выполнял (а) задание …

Я понял (а), что …

Теперь я могу …

Я почувствовал (а), что …

Я приобрел (а) …

Я научился (лась) …

У меня получилось …

Я смог (ла) …

Я попробую …

Меня удивило …

Урок дал мне для жизни …

Мне захотелось …

Мне очень понравилось …