Motoare termice: principiu de funcționare, dispozitiv, schemă

Să luăm în considerare motoarele termice, principiul funcționării acestor mecanisme. În scoarța și oceanele pământului, rezervele de energie internă pot fi considerate nelimitate. Pentru a rezolva problemele practice, este evident că nu este suficient. Dispozitivul și principiul de funcționare al motorului termic trebuie să fie cunoscute pentru a conduce strunguri și vehicule. O persoană are nevoie de astfel de dispozitive care pot face munca utilă.

Motoarele termice, principiul acțiunii pe care îl vom lua în considerare, sunt cele principale de pe planeta noastră. În ele energia internă se transformă într-o formă mecanică.

Caracteristicile unui motor termic

Care este principiul motorului termic? Pe scurt, el poate fi reprezentat într-un simplu experiment. Dacă vărsați apă într-o eprubetă, închideți-o cu o plută, aduceți-o la fierbere, va zbura. Motivul blocării ștecherului este că aburul funcționează intern. Procesul este însoțit de transformarea energiei interne a vaporilor într-o valoare cinetică a fișei. Motoarele termice, ale căror principiu de funcționare este similar experimentului descris, diferă în structură. În locul unui tub de testare este folosit un cilindru metalic. Fișa este înlocuită cu un piston care se potrivește perfect cu pereții care se deplasează de-a lungul cilindrului.

Algoritmul de acțiune

Care este principiul motorului termic? Gradul 10 consideră această problemă în lecțiile de fizică. Mașinile termice pe care tipii îl numesc mecanismele în care se observă transformarea energiei interne a combustibilului într-o formă mecanică.

Pentru a face munca utilă a motorului, trebuie să se formeze o presiune diferențială pe ambele părți ale pistonului sau lamele unei puternice turbine. Pentru a atinge această diferență de presiune, temperatura lichidului de lucru crește cu mii de grade comparativ cu media din mediul înconjurător. Există o creștere similară a temperaturii în timpul arderii combustibilului.

Schimbări de temperatură

Toate aparatele termice moderne disting corpul de lucru. Acestea se numesc gaze, ceea ce face munca utilă în procesul de extindere. Temperatura inițială, desemnată ca T1, se achiziționează în mașinile cu boilere cu abur sau în turbine. Aceasta se numește temperatura încălzitorului. În timpul lucrului, se produce o pierdere treptată a energiei gazoase. Aceasta duce la răcirea inevitabilă a fluidului de lucru la un anumit T2. Valoarea temperaturii trebuie să fie sub indicele mediului ambiant, altfel presiunea gazului va avea o rată mai mică decât presiunea atmosferică, și funcționarea motorului nu se va face.

Indicele T2 se numește temperatura frigiderului. În calitatea sa, există o atmosferă sau un dispozitiv special necesar pentru condensarea și răcirea aburii de evacuare.

Unele fapte

Deci, motoarele termice, ale căror principiu de funcționare se bazează pe extinderea fluidului de lucru, nu pot da toată energia internă pentru realizarea muncii. În orice caz, o parte din căldură va fi transferată în atmosferă (frigider) împreună cu aburul de evacuare sau gazele de eșapament ale turbinelor sau motoarelor cu combustie internă.

Eficiența mașinilor termice

Care este principiul acțiunii mașină termică?Eficiența motorului termic depinde de cantitatea de muncă utilă efectuată de gaz. Având în vedere faptul că este imposibilă transformarea integrală a energiei interne în activitatea unui motor termic, este posibil să se explice ireversibilitatea proceselor naturale și a fenomenelor. În cazul în care ar fi existat o revenire spontană a căldurii la încălzitor din frigider, energia internă în întregime ar fi transformată în muncă utilă cu ajutorul unui motor termic.

Coeficientul de eficiență este raportul dintre munca utilă efectuată de motorul termic și cantitatea de căldură transferată în frigider. În fizică, se obișnuiește să se exprime această valoare ca procent. Acesta este principiul motorului termic. Schema sa este clară și simplă, accesibilă chiar elevilor de liceu. Legile termodinamicii fac posibilă calcularea valorii maxime a eficienței.

Invenția unei mașini termice

Primul inventator al mașinii, folosind căldură, a devenit Sadi Carnot. El a dezvoltat o mașină ideală în care gazul ideal era corpul de lucru. În plus, omul de știință a fost capabil să determine indicele de eficiență pentru un astfel de dispozitiv, folosind temperaturile frigiderului și încălzitorului.

Carnot în imposibilitatea de a determina relația dintre mașină termică reală care funcționează pe baza încălzitorului și un răcitor, care acționează ca aer sau condensator. Datorită formulei matematice propusă de Carnot pentru prima mașină termică ideală, este determinată eficiența maximă. Există o legătură directă între temperatura încălzitorului și frigider.

Pentru ca aparatul să funcționeze corect, temperatura nu trebuie să fie mai mică decât valoarea sa în aerul înconjurător. Dacă doriți, puteți ridica temperatura încălzitorului, fără a uita că fiecare corp solid are o anumită rezistență la căldură. Pe măsură ce se încălzește, își pierde elasticitatea și, atunci când se atinge punctul de topire, se topește. Datorită inovațiilor realizate în industria modernă de inginerie, eficiența motorului termic crește treptat. De exemplu, fricțiunea dintre părțile sale individuale este redusă, pierderile rezultate din arderea incompletă a combustibilului sunt eliminate.

Motorul cu combustie internă

Este o mașină termică, unde, sub forma unui fluid de lucru, se folosesc gaze de temperatură ridicată, obținute în timpul arderii diferitelor tipuri de combustibil în interiorul camerei. Există patru tacturi în funcționarea motorului mașinii. Printre componentele sale se numără supapele de admisie și evacuare, camera de combustie, pistonul, cilindrul, bujia, tija și volantul.

concluzie

În prezent, sunt utilizate diferite tipuri de motoare auto: diesel, carburator. În ciuda diferențelor de combustibil utilizate, ele au un principiu de funcționare similar. Datorită energiei termice generate în timpul arderii de benzină, are loc transformarea energiei termice într-un alt tip.

În prima etapă, se observă o mișcare netedă a supapei, procesul fiind datorat umplerii camerei cu amestecul de lucru. La capătul primei bare, supapa de admisie se închide. În continuare pistonul se deplasează în sus, astfel se produce compresia unui amestec de lucru. Apariția unei scântei într-o lumanare duce la aprinderea unui amestec combustibil. Presiunea exercitată de vaporii de aer și de benzină pe piston duce la mișcarea sa spontană în jos, astfel încât ceasul se numește "cursa de lucru". Arborele cotit este acționat în mișcare. În a patra etapă, supapa de evacuare se deschide, gazele de eșapament sunt expulzate în atmosferă.