Тепловые машины

Что такое тепловая машина?

Тепловой машиной называется устройство,

в котором внутренняя энергия превращается

в механическую.

Примеры тепловых машин:

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС )

а) карбюраторный двигатель

б) дизельный двигатель

в) реактивный двигатель

Паровые и газовые турбины.

Первые тепловые двигатели

• Кто и когда изобрёл?

• Деви Папин – английский физик,

• один из изобретателей парового
• двигателя.
• 1680г. –
• Изобрёл паровой котёл
• 1681г. –
• Снабдил его предохранительным клапаном
• 1690г. –
• Первым использовал пар для поднятия поршня и описал замкнутый термодинамический цикл парового двигателя.
• 1707г. –
• Представил описание своего двигателя

Кто и когда построил?

• Конец 18 века –
• построены первые паровые машины .
• 1774 год –
• английским изобретателем Джеймсом Уаттом построена первая универсальная паровая машина.
• С 1775 по 1785 г. –
• фирмой Уатта построено 56 паровых машин.
• С 1785 по 1795г. –
• той же фирмой поставлено уже 144 такие машины.

Первый паровой автомобиль

• 1770 г.

• Жан Кюньо –

• французский
• инженер, построил
• первую
• самодвижущуюся тележку, предназначенную
• для передвижения
• артиллерийских орудий

«Младший брат» - паровоз

• 1803 г. –
• Английский изобретатель Ричард Тревитик сконструировал первый паровоз.
• Через 5 лет Тревитик построил новый паровоз .
• он развивал скорость до 30 км/ч
• 1816г. –
• Не имея поддержки,

• Тревитик разорился и уехал

• в Южную Америку

Решающая роль

• 1781-1848 г. –
• Английский конструктор и изобретатель Джордж Стефенсон
• 1814г. –
• Начал заниматься строительством паровозов.
• 1823 г. –
• Основал первый в мире паровозостроительный завод
• 1829г. –
• На соревновании лучших локомотивов первое место занял паровоз Стефенсона «Ракета».
• Его мощность составляла 13 л.с., а скорость 47 км/ч.

Двигатель внутреннего сгорания

• 1860г. –
• Французским механиком Ленуаром был изобретён двигатель внутреннего сгорания
• 1878 г. –
• Немецким изобретателем Отто

• сконструирован четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания.

• 1825 г. –
• Немецким изобретателем Даймлером был создан бензиновый двигатель внутреннего сгорания
• Примерно в то же время
• Бензиновый двигатель был разработан Костовичем в России.

Двигатели Дизеля

• 1896г. –
• 1896г. –
• 1896г. –

• Немецкий инженер Рудольф Дизель
• сконструировал двигатель внутреннего сгорания в котором сжималась не горючая смесь, а воздух.

• Это наиболее экономичные тепловые двигатели 1)работают на дешёвых видах топлива 2) имеют КПД 31-44 %
• 29 сентября 1913г.
• Сел на пароход, отправлявшийся в Лондон. Наутро его в каюте не нашли. Считается, что он покончил с собой, бросившись ночью в воды Ла-Манша.

Тепловые машины могут быть устроены

различным образом, но в любой тепловой

машине должно быть рабочее вещество ,

или тело , которое в рабочей части машины

совершает механическую работу, нагреватель ,

где рабочее вещество получает энергию и

холодильник отбирающий у рабочего тела

тепло.

Рабочим веществом может быть водяной

пар или газ.

Основные части тепловой машины.

Нагреватель Т 1

Q 1

A = Q 1 – Q 2

A = Q 1 – Q 2

A = Q 1 – Q 2

A = Q 1 – Q 2

A = Q 1 – Q 2

A = Q 1 – Q 2

A = Q 1 – Q 2

A = Q 1 – Q 2

A = Q 1 – Q 2

A = Q 1 – Q 2

Рабочее

тело

Q 2

Холодильник Т 2

Экологические последствия работы тепловых двигателей

Интенсивное использование тепловых машин на транспорте и в энергетике (тепловые и атомные электростанции) ощутимо влияет на биосферу Земли. Хотя о механизмах влияния жизнедеятельности человека на климат Земли идут научные споры, многие ученые отмечают факторы, благодаря которым может происходить такое влияние:

Экологические последствия работы тепловых двигателей

• Парниковый эффект – повышение концентрации углекислого газа (продукт сгорания в нагревателях тепловых машин) в атмосфере. Углекислый газ пропускает видимое и ультрафиолетовое излучение Солнца, но поглощает инфракрасное излучение, идущее в космос от Земли. Это приводит к повышению температуры нижних слоев атмосферы, усилению ураганных ветров и глобальному таянию льдов.

• Прямое влияние ядовитых выхлопных газов на живую природу (канцерогены, смог, кислотные дожди от побочных продуктов сгорания).

• Разрушение озонового слоя при полетах самолетов и запусках ракет. Озон верхних слоев атмосферы защищает все живое на Земле от избыточного ультрафиолетового излучения Солнца.