Тема: "Второй закон термодинамики".

Тема: «Второй закон термодинамики».

10 класс

Тепловые двигатели –

устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую.

Виды тепловых двигателей

Принцип действия тепловых двигателей

Т 1 – температура нагревателя

Т 2 – температура холодильника

Q 1 – количество теплоты, полученное от нагревателя

Q 2 – количество теплоты, отданное холодильнику

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя –

отношение работы А ’ , совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя:

где

• работа, совершаемая

двигателем

тогда

КПД всегда меньше единицы, так как у всех двигателей некоторое количество теплоты

передаётся холодильнику

При

двигатель не может работать

Максимальное значение КПД

тепловых двигателей (цикл Карно):

Отрицательные последствия использования тепловых двигателей:

• Потепление климата
• Загрязнение атмосферы
• Уменьшение кислорода в атмосфере

Решение проблемы:

• Вместо горючего использовать сжиженный газ.
• Бензин заменить водородом.
• Электромобили.
• Дизели.
• На тепловых электростанциях использовать скрубберы, в которых сера связывается с известью.
• Сжигание угля в кипящем слое.

КПД тепловых двигателей

Двигатель

КПД, %

Паровая

машина

1

Паровоз

8

Карбюрато-

рный двигатель

20 - 30

Газовая

турбина

36

Паровая

турбина

35 - 46

Ракетный двигатель на

жидком топливе

47

Закрепление материала:

•   Вычислить КПД газовой горелки, если на нагревание чайника с 3 л воды от 10 °С до кипения было израсходовано 60 л газа. Теплоемкость чайника 100 Дж/К, теплота сгорания газа 36 МДж/м3
• Алюминиевый чайник массой 400 г, в котором находится 2 кг воды при 10 °С, помещают на газовую горелку с КПД 40%. Какова мощность горелки, если через 10 мин вода закипела, причем 20 г воды выкипело?

Закрепление материала:

• Междугородный автобус прошел путь 80 км за 1 ч. Двигатель при этом развивал среднюю мощность 70 кВт при КПД, равном 25%. Сколько дизельного топлива, плотность которого 800 кг/м 3 , сэкономил водитель в рейсе, если норма расхода горючего 40 л на 100 км пути?
• Идеальная тепловая машина поднимает груз массой m = 400 кг. Рабочее тело машины получает от нагревателя с температурой t = 200 °С количество теплоты, равное Q 1  = 80 кДж. Определить КПД двигателя и количество теплоты, переданное холодильнику Q 2 . На какую максимальную высоту Н поднимет груз эта тепловая машина? Трением пренебречь. В качестве холодильника выступает окружающий воздух, находящийся при нормальных условиях.

Домашнее задание:

Учебник Г. Я. Мякишев: пр.81-83

Задачи Г.Я. Мякишев: стр. 275 №3,5

Литература

• Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.,Сотский Н.Н. Физика 10 класс. – М.: Просвещение, 2007. – 365 с.
• Касьянов В.А. Физика 10 класс. – М.: Дрофа, 2006. – 410 с.
• Волков В.А. Поурочные разработки по физике. 10 класс. – М: Вако, 2006. – 400 с.