Fizika 5. §

5. § Heat motorokat.

1. Heat Engines.
Erőgép belső rész mechanikai energiává alakul át a rendszer, és így teszi a mechanikai munka.
A működése a hőerőgép kell három szervek: a fűtő és hűtő munkaközeg (5.1 ábra.).
Hőerőgép működik ciklus. Fogadása a fűtőelem hő egy mennyiséget Q1. a munkaközeg kitágul, és elvégzi a mechanikai munka A. majd nulláz # 150; Ez összenyomódik, és az el nem költött részét a hő Q2 ez ad a hűtőszekrényből.

egy ciklus alatt egyenlő a munka:
A = Q1 # 150; Q2,
és a hatékonyság A hőerőgép képlettel számítottuk ki:

Az első gőzgép hatékonyság nem haladja meg a 10 # 150; 15%. hatékonyság modern gőzturbinák az erőművek, közel 25% -kal, míg a gázturbinák eléri az 50%. A belsőégésű motorok hatásfoka 40 # 150; 45%, és a sugárhajtású motorok ez 60 # 150; 70%.
Lehetetlen, hogy egy hőerőgép, amely a hőt kapott a fűtést kapcsolja mechanikai munkává.
Ez egy alternatív megfogalmazása a termodinamika második törvénye.

2. hűtőberendezés.
Hűtés telepítés (hőszivattyúk) szivattyúzott hőt egy „hideg” test heves mechanikai munka következtében a.
Mivel a hő ebben az irányban nem lehet továbbítani spontán, a hűtő egység működik a külső energiaforrás. Ha terjeszteni, a munkaközeg enyhítette egy bizonyos mennyiségű hőt Q2 hideg test. majd mechanikai munka munkafolyadékot préseljük magas hőmérsékleten, ahol a fűtött test át a hőmennyiség Q1 (ábra. 5.2).

A hőmennyiség elviszik egy hideg test, a következő:
Q2 = Q1 # 150; A,
és a hatékonysága a hűtőrendszer határozza hatásfok:

A hőszivattyú (hűtési rendszer) lehet használni, mint egy fűtési gép. A működési elv ebben az esetben ugyanaz marad # 150; hő átadódik a „hideg” környezetben a fűtött térben a mechanikai munka következtében. A hatékonyság a gép által meghatározott fűtés a fűtési együttható:

Ábra. 5.3 ábra a készüléket háztartási hűtőgép egységet. Az egység tartalmaz egy 2 kompresszor, a kondenzátor 1, a csapot a 4. és az elpárologtató 3.

Freon gáz keresztül kompresszor működtetett elektromos motor, összenyomódik a kondenzátorban és a folyékonnyá válik. Ha tömöríteni hőt a környezetbe. Miután automatikusan nyíló szeleppel freon folyadék belép a párologtató. Átadás alacsony nyomással bejut a gáz halmazállapotú, freon lehűl, és összegyűjti a hőt a fagyasztó.

3. Az üzemi ciklus a belső égésű motor.

Működés a belső égésű motor egy négy ciklust (5.4 ábra):
vertem # 150; belépő. 1, a bemeneti szelep nyit, és a 2 dugattyú lefelé mozog a hengerben szar üzemanyag keveréket a karburátor.
II ciklus # 150; tömörítés. A szívószelep lezár, és a dugattyú felfelé mozog, összenyomja az üzemanyag-keveréket, amely melegítjük összenyomja.
III ciklus # 150; szélütés (égés). Amikor a dugattyú eléri a felső helyzetét (ha a motor egy nagy sebességű valamivel korábban), az elegyet begyújtani egy elektromos szikra keletkezik a szikra. gáznyomás erő # 150; forró égéstermékek a tüzelőanyag-keverék # 150; Ez lenyomja a dugattyút lefelé. A dugattyú mozgása átadódik a főtengely, és ez történik, hasznos munkát. Előállítása a munka és bővülő, az égéstermékek lehűtjük, és azok nyomásesések (a végén a stroke, közel atmoszférikus).
IV ciklus # 150; kiadás (kipufogó). Nyitja a kimeneti szelep 3, és a kipufogógáz-égéstermékek át kilökődik a hangtompító a légkörbe.
Mivel a négy ütem csak egyharmada dolgozik járművek beszerzése érdekében egységes a motor működése kerül négy, hat vagy több henger felszerelve egy közös tengelyre úgy, hogy minden egyes lépés legalább egy henger végzi a munkaütem.
Gazdaságosabb dízelmotor, amely fut az olcsó tüzelőanyagkategóriák. A hengerében nem szívódik éghető keverék és a légköri levegő. Készült 11 # 150; 12-szeres tömörítés a levegő. a hőmérséklet eléri a 600 150 #; 700 ° C-on Elején a harmadik szélütés Az injektor, sűrített levegő, tüzelőanyag fecskendeznek a hengerbe, ami miatt a nagyon magas hőmérsékletű lángra. Égési itt folytatódik lényegesen hosszabb, mint a karburátor motor.

Ábra. 5.5 ábra a munkaciklus a belső égésű motor a szempontból a gáz előforduló ott eljárások porlasztó motor (balra):

kiűzése az égéstermékek (folytatjuk kipufogógáz)

4. Az ideális hőerőgép.
Ideális jelent hőerőgép, amely a maximális hatékonyság adott értékeknél T1 és T2 a melegítő a hűtőszekrényből.
A termodinamika második törvénye, hogy még egy ideális hőerőgép, működési hatékonyság veszteségmentes alább főleg 100%, és úgy számítjuk ki, a képlet:

A munkaközeg ideális hőerőgép ideális gáz, és ez működik a Carnot-ciklus (5.6 ábra).:

lassan kitágul hőmérsékleten T1. gáz kapja a hőt a kályha Q1

hirtelen kitágul, a gáz úgy lehűl, hogy T2 hőmérsékletre

lassan csökkenő hőmérsékleten T2. gáz ad hőt Q2 hűtőszekrény

élesen csökken, a gáz hőmérsékletre melegítjük fel, a T1