Дидактический материал "Тепловые двигатели" ДОП "Занимательная физика"

Тепловые двигатели

ДОП «Занимательная физика»

2021г.

Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.

Существует несколько видов тепловых двигателей:

• Паровая машина.
• Двигатель внутреннего сгорания.
• Паровая и газовая турбины.
• Реактивный двигатель.

Паровая машина

Первой известной паровой машиной стала конструкция Джеймса Уатта (1777г.). Эта машина широко применялась в промышленности: она приводила в движение различные станки и механизмы.

Несколько позже паровые двигатели начали устанавливать на колёсных повозках, которые двигались по рельсам. Так появились паровозы. Первая пассажирская железнодорожная линия была открыта в 1825г. в Англии.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – очень распространённый вид теплового двигателя. Топливо в нём сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя.

Первый ДВС был построен в 1876г. Николаусом Отто. Это двигатель был значительно меньше парового и использовал для работы другой вид топлива – бензин, более лёгкий и удобный для транспортировки.

Один рабочий цикл в ДВС происходит за четыре хода поршня, или, как говорят, за четыре такта. Поэтому такие двигатели называют четырёхтактными.

Первый такт – впуск.

Поршень идёт вниз, в цилиндре создаётся разрежение, открывается клапан, в цилиндр входит топливо-воздушная смесь из карбюратора.

Второй такт – сжатие.

Поршень идёт вверх, сжимается горючая смесь, сжатая смесь воспламеняется от искры и быстро сгорает.

Третий такт – рабочий ход. Взорвавшаяся смесь под большим давлением действует на поршень, который перемещается вниз и толкает шатун, скреплённый с коленчатым валом.

Четвёртый такт – выпуск. В конце третьего такта открывается клапан выпуска и через него продукты сгорания выходят в атмосферу. В конце четвёртого такта клапан выпуска закрывается, открывается впускной клапан, в цилиндр входит топливо-воздушная смесь из карбюратора, т.е. начинается первый такт.

Двигатель внутреннего сгорания применяется на различных видах техники.

Паровые и газовые турбины

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

Применяют паровые и газовые турбины на тепловых электростанциях и на кораблях.

Реактивные турбины

В современной авиации применяются реактивные турбины. Это тепловой двигатель, который обладает способностью при работе толкаться вперёд.

Применяются реактивные турбины в военной и гражданской авиации.

Разновидностью турбореактивных являются турбовинтовые двигатели. Они сочетают в себе винтовую и реактивную тяги. Применяются в гражданской и транспортной авиации.

Использованные источники:

1. Энциклопедия для детей "Наука". М.: "РОСМЭН", 1995. - 128с.: ил.

2. Детская энциклопедия "Для очень умных". М.: "ФОЛИО", 2008. - 160с.: ил.

3. Перышкин А.В.Физика. 8кл.: Учеб.для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2005. – 191с.: ил.

4. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия (БЭКМ). 2010. DVD.

5. http://lab-37.com/science_world/turbojet/ - Устройство реактивного двигателя.