PPt4Web Хостинг презентаций

Главная / Физика / второй закон термодинамики
X Код для использования на сайте:

Скопируйте этот код и вставьте его на свой сайт

X

Чтобы скачать данную презентацию, порекомендуйте, пожалуйста, её своим друзьям в любой соц. сети.

После чего скачивание начнётся автоматически!

Кнопки:

Презентация на тему: второй закон термодинамики


Скачать эту презентацию

Презентация на тему: второй закон термодинамики


Скачать эту презентацию



№ слайда 1 Второй закон термодинамики. Принцип действия тепловых машин. КПД. Проблемы энерг
Описание слайда:

Второй закон термодинамики. Принцип действия тепловых машин. КПД. Проблемы энергетики и охрана окружающей среды.

№ слайда 2 Цель занятия: знать второй закон термодинамики, принцип работы теплового двигате
Описание слайда:

Цель занятия: знать второй закон термодинамики, принцип работы теплового двигателя. Уметь приводить примеры тепловых двигателей и определять КПД. Иметь представление о проблемах энергетики и охране окружающей среды.

№ слайда 3 План занятия: 1 Второй закон термодинамики 2 Тепловые двигатели 3 Идеальный тепл
Описание слайда:

План занятия: 1 Второй закон термодинамики 2 Тепловые двигатели 3 Идеальный тепловой двигатель. Цикл Карно 4 КПД тепловых двигателей. 5 Проблемы энергетики и охрана окружающей среды. 6 Тест на тему: «Тепловые двигатели»

№ слайда 4 1 Второй закон термодинамики: Формулировка Кельвина: невозможен круговой процесс
Описание слайда:

1 Второй закон термодинамики: Формулировка Кельвина: невозможен круговой процесс (процесс, при котором система пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное) , единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу. Формулировка Клаузиса: невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от менее нагретого тела к более нагретому.

№ слайда 5 Второй закон термодинамики отражает необратимость процессов в природе.
Описание слайда:

Второй закон термодинамики отражает необратимость процессов в природе.

№ слайда 6 2 Тепловые двигатели Тепловой двигатель – устройство, превращающее внутреннюю эн
Описание слайда:

2 Тепловые двигатели Тепловой двигатель – устройство, превращающее внутреннюю энергию топлива в механическую работу.

№ слайда 7 При сгорании в нагревателе выделяется энергия, которая передаётся рабочему телу
Описание слайда:

При сгорании в нагревателе выделяется энергия, которая передаётся рабочему телу (газу) QН (энергия топлива превращается во внутреннюю энергию газа (пара)). Газ расширяется и совершает механическую работу (А’). Чтобы двигатель работал циклически, газ необходимо сжать до исходного состояния. Для уменьшения работы над газом при сжатии его охлаждают, используя холодильник ( передают тепло QХ холодильнику).

№ слайда 8 Виды тепловых двигателей: - Паровая машина; - Паровая и газовая турбины; - двига
Описание слайда:

Виды тепловых двигателей: - Паровая машина; - Паровая и газовая турбины; - двигатель внутреннего сгорания; - реактивный двигатель.

№ слайда 9 Парова я маши на — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию н
Описание слайда:

Парова я маши на — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию нагретого пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу. Для генерации подаваемого на двигатель пара использовались котлы,работающие как на дровах и угле, так и на жидком топливе.

№ слайда 10 Первый такт Пар из котла поступает в паровую камеру, из которой через паровую за
Описание слайда:

Первый такт Пар из котла поступает в паровую камеру, из которой через паровую задвижку-клапан (обозначена синим цветом) попадает в верхнюю (переднюю) часть цилиндра. Давление, создаваемое паром, толкает поршень вниз к НМТ. Во время движения  поршня от ВМТ к НМТ колесо делает пол оборота.

№ слайда 11 Второй такт В то же самое время, смещение клапана на выпуск остатков пара открыв
Описание слайда:

Второй такт В то же самое время, смещение клапана на выпуск остатков пара открывает вход пара в нижнюю (заднюю) часть цилиндра. Созданное паром в цилиндре давление заставляет поршень двигаться к ВМТ. В это время колесо делает еще пол оборота.

№ слайда 12 Выпуск В конце движения поршня к ВМТ остатки пара освобождаются через все то же
Описание слайда:

Выпуск В конце движения поршня к ВМТ остатки пара освобождаются через все то же выпускное окно. Цикл повторяется заново. Паровой двигатель имеет т.н. мертвую точку в конце каждого хода, когда клапан переходит от такта расширения к выпуску. По этой причине каждый паровой двигатель имеет два цилиндра, что позволяет запускать двигатель из любого положения.

№ слайда 13 Выпуск В самом конце движения поршня к НМТ паровой клапан смещается, выпуская ос
Описание слайда:

Выпуск В самом конце движения поршня к НМТ паровой клапан смещается, выпуская остатки пара через выпускное окно, расположенное ниже клапана. Остатки пара вырываются наружу, создавая характерный для работы паровых двигателей звук.

№ слайда 14 ПАРОВАЯ ТУРБИНА - один из видов тепловых двигателей, в которых высокотемпературн
Описание слайда:

ПАРОВАЯ ТУРБИНА - один из видов тепловых двигателей, в которых высокотемпературный водяной пар или другой газ вращают вал без помощи поршня. Струи пара, вырываясь из сопел, давят на лопатки турбины, вращая её.

№ слайда 15 Двухкорпусная паровая турбина
Описание слайда:

Двухкорпусная паровая турбина

№ слайда 16 Одной из первых турбин была паровая турбина, созданная в конце 19 века шведским
Описание слайда:

Одной из первых турбин была паровая турбина, созданная в конце 19 века шведским инженером Лавалем. Она нашла широкое применение благодаря новой прогрессивной конструкции сопла.

№ слайда 17 Паровая тяга всё еще обеспечивает большую часть необходимой нам энергии. Даже лу
Описание слайда:

Паровая тяга всё еще обеспечивает большую часть необходимой нам энергии. Даже лучшие из современных атомных реакторов – всего лишь источники тепла, превращающие воду в пар для вращения турбин, соединённых с электрогенераторами. Первая паровая турбина была изобретена в 1 в. н.э. греческим инженером Геро Александрийским. Но первая паровая машина, нашедшее практическое применение, была создана в 1698 году Томасом Сэвери. Она использовалась для откачивания воды из угольных шахт.

№ слайда 18 Двигатели внутреннего сгорания Двигателем внутреннего сгорания называется теплов
Описание слайда:

Двигатели внутреннего сгорания Двигателем внутреннего сгорания называется тепловая машина, в которой в качестве рабочего тела используются газы высокой температуры, образующиеся при сгорании жидкого или газообразного топлива непосредственно внутри камеры поршневого двигателя.

№ слайда 19 Разрез простейшего двигателя внутреннего сгорания. 1,2-клапаны. 3-поршень. 4-шат
Описание слайда:

Разрез простейшего двигателя внутреннего сгорания. 1,2-клапаны. 3-поршень. 4-шатун. 5-коленчатый вал. 6-маховик. 7-свеча.

№ слайда 20 Первый такт. Всасыванье Поршень движется вниз из крайнего верхнего положения и в
Описание слайда:

Первый такт. Всасыванье Поршень движется вниз из крайнего верхнего положения и впускной клапан открыт. При опускании поршня через этот клапан в камеру сгорания всасывается горючая смесь – пары бензина с воздухом. В конце такта первый клапан закрывается , второй закрыт.

№ слайда 21 Второй такт. Сжатие. Поршень поднимается в верхнюю мёртвую точку, клапаны закрыт
Описание слайда:

Второй такт. Сжатие. Поршень поднимается в верхнюю мёртвую точку, клапаны закрыты. Происходит сжатие рабочей смеси давлением до 12 Мпа.

№ слайда 22 Третий такт. Рабочий ход. У газообразных продуктов сгорания температура достигае
Описание слайда:

Третий такт. Рабочий ход. У газообразных продуктов сгорания температура достигает1600-1800 С , а давление соответственно 1-10 МПа. Эти газы с большой силой давят на поршень, который опускается вниз и с помощью шатуна и кривошипа приводит во вращение коленчатый вал.

№ слайда 23 Четвертый такт. Выхлоп. В конце рабочего хода , когда поршень приходит в крайнее
Описание слайда:

Четвертый такт. Выхлоп. В конце рабочего хода , когда поршень приходит в крайнее нижнее положение, открывается выхлопной клапан. Поршень , поднимаясь вверх, выталкивает отработавшие газы в атмосферу. После этого начинается снова первый такт- всасывание горючей смеси.

№ слайда 24
Описание слайда:

№ слайда 25 Реактивные двигатели. Впервые возможность и необходимость использования жидкостн
Описание слайда:

Реактивные двигатели. Впервые возможность и необходимость использования жидкостными ракетными двигателями для запуска человека в космическое пространство были обоснованы К. Э. Цикловским в 1903 году. Он предложил конструкцию ракеты, схема которой достаточно хорошо показана на рисунке.

№ слайда 26 Жидкостные ракетные двигатели. 1- камера сгорания. 2- насосы. 3- выходное сопло.
Описание слайда:

Жидкостные ракетные двигатели. 1- камера сгорания. 2- насосы. 3- выходное сопло. 4- жидкое горючее. 5- окислитель.

№ слайда 27 Ракетный двигатель — реактивный двигатель, источник энергии и рабочее тело котор
Описание слайда:

Ракетный двигатель — реактивный двигатель, источник энергии и рабочее тело которого находится в самом средстве передвижения. Ракетный двигатель — единственный практически освоенный для вывода полезной нагрузки на орбиту искусственного спутника Земли и применения в условиях безвоздушного космического пространства тип двигателя. Сила тяги в ракетном двигателе возникает в результате преобразования исходной энергии в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела. В зависимости от вида энергии, преобразующейся в кинетическую энергию реактивной струи, различают химические ракетные двигатели, ядерные ракетные двигатели и электрические ракетные двигатели.

№ слайда 28 В жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) горючее и окислитель пребывают в жидком а
Описание слайда:

В жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) горючее и окислитель пребывают в жидком агрегатном состоянии. Они подаются в камеру сгорания с помощью турбонасосной или вытеснительной системами подач. Жидкостные ракетные двигатели допускают регулирование тяги в широких пределах, и многократное включение и выключение, что особенно важно при маневрировании в космическом пространстве. Удельный импульс ЖРД достигает 4500 м/c. Тяга — свыше 800тс . По совокупности этих свойств ЖРД предпочтительны в качестве маршевых двигателей ракет-носителей космических аппаратов, и маневровых двигателей. В качестве пары горючее + окислитель могут использоваться различные компоненты. В современных криогенных двигателях используется пара жидкий кислород + жидкий водород (наиболее эффективные компоненты для ЖРД). Другой группой компонентов являются самовоспламеняющиеся при контакте друг с другом, пример такой схемы — азотный тетраоксид + несимметричный диметилгидразин. Довольно часто применяется пара жидкий кислород + керосин. Существенно соотношение компонентов: на 1 часть горючего может подаваться от 1 части окислителя (топливная пара кислород + гидразин) до 5 и даже 19 частей окислителя (топливные пары азотная кислота+ керосин и фтор + водород соответственно).

№ слайда 29 Конструкция сопел
Описание слайда:

Конструкция сопел

№ слайда 30
Описание слайда:

№ слайда 31 Турбо реактивный двигатель — двигатель, развивающий тягу за счёт реактивной стру
Описание слайда:

Турбо реактивный двигатель — двигатель, развивающий тягу за счёт реактивной струи рабочего тела, истекающего из сопла двигателя. С этой точки зрения ТРД подобен ракетному двигателю (РД), но отличается от последнего тем, что большую часть рабочего тела он забирает из окружающей среды — атмосферы, в том числе и окислитель, необходимый для горения топлива. В качестве окислителя в ТРД используется кислород, содержащийся в воздухе. Благодаря этому ТРД обладает преимуществом в сравнении с ракетным двигателем при полётах в атмосфере: если летательный аппарат, оборудованный ракетным двигателем должен транспортировать как горючее, так и окислитель, масса которого больше массы горючего в 2-8 раз, в зависимости от вида горючего, то аппарат, оснащённый ТРД должен иметь на борту только запас горючего. Следовательно, при одной и той же массе топлива аппарат с ТРД энергетически в несколько раз более обеспечен, чем аппарат с ракетным двигателем, и на активном участке полёта может преодолеть в несколько раз большее расстояние (иногда — в десятки раз).

№ слайда 32 Схема работы ТРД: 1. Забор воздуха; 2. Компрессор низкого давления; 3. Компрессо
Описание слайда:

Схема работы ТРД: 1. Забор воздуха; 2. Компрессор низкого давления; 3. Компрессор высокого давления; 4. Камера сгорания; 5. Расширение рабочего тела в турбине и сопле; 6. Горячая зона; 7. Турбина; 8. Зона входа первичного воздуха в камеру сгорания; 9. Холодная зона увеличение давления воздуха за счёт торможения воздушного потока. В компрессоре осуществляется рост полного давления воздуха за счёт совершаемой компрессором механической работы.

№ слайда 33 Камера сгорания большинства ТРД имеет кольцевую форму и вал турбина-компрессор п
Описание слайда:

Камера сгорания большинства ТРД имеет кольцевую форму и вал турбина-компрессор проходит внутри кольца камеры. При поступлении в камеру сгорания воздух разделяется на 3 потока. Первичный воздух — поступает через фронтальные отверстия в камере сгорания, тормозится перед форсунками и принимает непосредственное участие в формировании топливно-воздушной смеси. Непосредственно участвует в сгорании топлива. Топливо-воздушная смесь в зоне сгорания топлива в ВРД по своему составу близка к стехиометрической. Вторичный воздух — поступает через боковые отверстия в средней части стенок камеры сгорания и служит для их охлаждения путём создания потока воздуха с гораздо более низкой температурой, чем в зоне горения. Третичный воздух — поступает через специальные воздушные каналы в выходной части стенок камеры сгорания и служит для выравнивания поля температур рабочего тела перед турбиной. Из камеры сгорания нагретое рабочее тело поступает на турбину, расширяется, приводя её в движение и отдавая ей часть своей энергии, а после неё расширяется в сопле и истекает из него, создавая реактивную тягу.

№ слайда 34 Регулируемые сопла
Описание слайда:

Регулируемые сопла

№ слайда 35 Благодаря компрессору ТРД может «трогать с места» и работать при низких скоростя
Описание слайда:

Благодаря компрессору ТРД может «трогать с места» и работать при низких скоростях полёта, что для двигателя самолёта является совершенно необходимым, при этом давление в тракте двигателя и расход воздуха обеспечиваются только за счёт компрессора. При повышении скорости полёта давление в камере сгорания и расход рабочего тела растут за счёт роста напора встречного потока воздуха, который затормаживается во входном устройстве и поступает на вход низшего каскада компрессора под давлением более высоким, чем атмосферное, при этом повышается и тяга двигателя. Диапазон скоростей, в котором ТРД эффективен, смещён в сторону меньших значений. Агрегат «турбина-компрессор», позволяющий создавать большой расход и высокую степень сжатия рабочего тела в области низких и средних скоростей полёта, является препятствием на пути повышения эффективности двигателя в зоне высоких скоростей:

№ слайда 36 Температура, которую может выдерживать турбина, ограничена, что накладывает огра
Описание слайда:

Температура, которую может выдерживать турбина, ограничена, что накладывает ограничение на количество тепловой энергии, подводимой к рабочему телу в камере сгорания, а это ведёт к уменьшению работы, производимой им при расширении. Повышение допустимой температуры рабочего тела на входе в турбину является одним из главных направлений совершенствования ТРД. Если для первых ТРД эта температура едва достигала 1000 К, то в современных двигателях она приближается к 2000 К. Это обеспечивается как за счёт применения особо жаропрочных материалов, из которых изготовляются лопатки и диски турбин, так и за счёт организации их охлаждения: воздух из средних ступеней компрессора подается на турбину и проходит сквозь сложные каналы внутри турбинных лопаток. Турбина поглощает часть энергии рабочего тела перед поступлением его в сопло.

№ слайда 37 3 Идеальный тепловой двигатель Цикл Карно — идеальный термодинамический цикл. Те
Описание слайда:

3 Идеальный тепловой двигатель Цикл Карно — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Состоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов. Цикл Карно назван в честь французского военного инженера Сади Карно, который впервые его исследовал в 1824 году.

№ слайда 38 Цикл Карно состоит из четырёх стадий: 1. Изотермическое расширение (на рисунке —
Описание слайда:

Цикл Карно состоит из четырёх стадий: 1. Изотермическое расширение (на рисунке — процесс A>Б). В начале процесса рабочее тело имеет температуру TH, то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты QH. При этом объём рабочего тела увеличивается. 2. Адиабатическое расширение (на рисунке — процесс Б>В). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника.

№ слайда 39 3. Изотермическое сжатие (на рисунке — процесс В>Г). Рабочее тело, имеющее к том
Описание слайда:

3. Изотермическое сжатие (на рисунке — процесс В>Г). Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру TX, приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты QX. 4. Адиабатическое сжатие (на рисунке — процесс Г>А). Рабочее тело отсоединяется от холодильника . При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.

№ слайда 40 КПД цикла Карно: Отсюда видно, что КПД цикла Карно с идеальным газом зависит тол
Описание слайда:

КПД цикла Карно: Отсюда видно, что КПД цикла Карно с идеальным газом зависит только от температуры награвателя (Tн) и холодильника (Тх). Из уравнения следуют выводы: 1. Для повышения КПД тепловой машины нужно увеличить температуру нагревателя и уменьшить температуру холодильника; 2. КПД тепловой машины всегда меньше 1.

№ слайда 41 4 Коэффицие нт поле зного де йствия (КПД) — характеристика эффективности системы
Описание слайда:

4 Коэффицие нт поле зного де йствия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно η (« эта»). η =Wпол/Wcyм. КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах. Математически определение КПД может быть записано в виде:

№ слайда 42 где А — полезная работа, а Q — затраченная работа. В силу закона сохранения энер
Описание слайда:

где А — полезная работа, а Q — затраченная работа. В силу закона сохранения энергии КПД всегда меньше единицы или равен ей, то есть невозможно получить полезной работы больше, чем затрачено энергии. КПД теплово го дви гателя — отношение совершённой полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя. КПД теплового двигателя может быть вычислен по следующей формуле где Q1 — количество теплоты, полученное от нагревателя, Q2 — количество теплоты, отданное холодильнику. Наибольшим КПД обладают тепловые двигатели, работающие по циклу Карно.

№ слайда 43 5 Проблемы энергетики и охрана окружающей среды. Топки тепловых электростанций,
Описание слайда:

5 Проблемы энергетики и охрана окружающей среды. Топки тепловых электростанций, двигатели внутреннего сгорания автомобилей, самолетов и других машин выбрасывают в атмосферу вредные для человека, животных и растений вещества, например сернистые соединения, оксиды азота, углеводороды, оксид углерода, хлор. Эти вещества попадают в атмосферу, а из нее- в различные части ландшафта.

№ слайда 44 Особую опасность в увеличении вредных выбросов в атмосферу представляют двигател
Описание слайда:

Особую опасность в увеличении вредных выбросов в атмосферу представляют двигатели внутреннего сгорания, установленные на автомобилях, самолетах, ракетах. Число их угрожающе растет, а отчистка отработанных газов затруднена. Проводится регулировка двигателей для более полного сгорания топлива и уменьшения содержания угарного газа СО в выбрасываемых продуктах сгорания. Разрабатываются двигатели, не выбрасывающие вредные вещества с отработанными газами, например работающие на смеси водорода и кислорода.

Скачать эту презентацию


Презентации по предмету
Презентации из категории
Лучшее на fresher.ru