Закон сохранения энергии в тепловых явлениях
6
предыдущих уроках, помогут вам понять принцип работы тепловых двигателей, которые являются неотъемлемой частью нашей жизни.
Тепловой двигатель – это устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию.
Принцип работы тепловых двигателей
Во всех тепловых двигателях существует общая закономерность в их работе. Так, энергия, выделяющаяся при сгорании топлива в тепловой машине или в ядерных реакциях, посредством теплообмена передается определенному газу. Газ также расширяется и совершает механическую работу против внешних сил и приводит в движение какой-либо механизм.
Современная техника в основном использует три типа тепловых двигателей: турбинные, поршневые и реактивные. Тепловые двигатели делятся на два класса: двигатели однократного действия и циклического действия. Примером однократного теплового двигателя является ракета или артиллерийская установка. Так, газ, нагретый до высокой температуры за счет сгорания пороха в артиллерийском устройстве, расширяется и совершает механическую работу, выбрасывая снаряд из ствола устройства под большим давлением (рис. 6.4). Паровые машины и двигатели внутреннего сгорания – это тепловые машины циклического (периодического) действия.
Таким образом, процесс преобразования внутренней энергии в механическую в тепловых двигателях осуществляется тремя его составными частями:
– первая часть называется нагревателем. Это высокотемпературный источник тепла. Высокая температура получается в результате сгорания топлива или ядерной реакции;
– вторая часть – рабочее тело. Это пар или газ, образующийся в результате сгорания топлива. Газ легко сжимается и расширяется;
– третья часть – холодильник. Холодильником может быть окружающая среда- атмосфера или радиатор.
Рис. 6.4.
Работа артиллерийской установки
основана на принципе работы
теплового двигателя.
Рис. 6.5.
Схема принципа работы теплового
двигателя.