Представяне на ефективността на топлинните двигатели. Презентация "КПД на топлинни двигатели"

Слайд 12

Блокова схема на топлинен двигател

Нагревател Работна течност (газ) Хладилник Q1 (топлина) Q2 (топлина) A’=Q1-Q2 (работа)

Слайд 13

Физическа величина, показваща каква част от работата, извършена от двигателя, е от енергията, получена по време на изгарянето на горивото, се нарича коефициент на полезно действие на термичен двигател  = (A / Q) 100%

Слайд 14

Ефективност на топлинния двигател

 = A p/ Az  = Qp/ Qz  = Np/ Nz ВИНАГИ! 00% Защо?  = (A / Q) 100%

Слайд 15

Характеристики на топлинните двигатели

Слайд 16

Използването на топлинни двигатели и екологични проблеми

При изгаряне на гориво в топлинни двигатели е необходимо голямо количество кислород. Изгарянето на различни горива изразходва от 10 до 25% от кислорода, произведен от зелените растения. Топлинните двигатели не само изгарят кислород, но и отделят еквивалентни количества въглероден диоксид (въглероден диоксид) в атмосферата. Изгарянето на гориво в пещите на промишлени предприятия и топлоелектрически централи почти никога не е пълно, поради което замърсяването на въздуха възниква с пепел и сажди. Сега по целия свят конвенционалните електроцентрали изхвърлят годишно 200 - 250 милиона тона пепел и около 60 милиона тона серен диоксид в атмосферата. В допълнение към индустрията, транспортът също замърсява въздуха, предимно автомобилите (жителите на големите градове се задушават от изгорелите газове на автомобилните двигатели).

Слайд 17

Къде мислите, че се изразходва по-голямата част от вътрешната енергия на топлинните двигатели???? Безопасни ли са топлинните двигатели от екологична гледна точка Вие сте прави и това ясно се вижда от следните данни:

Слайд 18

– 1 тон бензин при изгаряне отделя 500–800 килограма вредни вещества; – 5 милиарда тона CO2 се отделят в атмосферата годишно; – един реактивен самолет изразходва 45 тона кислород по време на 5-часов полет; – през последните 25 години количеството въглероден диоксид в атмосферата се е увеличило с 345 милиарда тона – отработените газове включват 1200 компонента, включително въглероден оксид, азот оксиди, въглеводороди, алдехиди, метални оксиди (най-вреден е оловният оксид), сажди и др.

Екологични проблеми

Слайд 19

1. При решаването на задачата един от учениците получава отговор, че КПД на топлинен двигател е 200%. Ученикът правилно ли реши задачата? Качествени задачи: 2. Коефициентът на полезно действие на топлинния двигател е 45%. Какво означава това число? 3. Може ли КПД на топлинен двигател да бъде равен на 1,8; 50; 4; 90; 100%?

Слайд 20

Предизвикателство за любителите на биологията

В човешкото тяло има около 600 мускула. Ако всички мускули на човек са напрегнати, те биха произведли сила, равна на приблизително 25 тона. Смята се, че при нормални условия на работа човек може да развие мощност от 70 - 80 W, но при такива спортове е възможно моментално освобождаване на енергия. като тласкане на гюле или висок скок. Наблюденията показват, че при високи скокове с едновременно оттласкване с двата крака някои мъже развиват средна мощност от около 3700 W за 0,1 s, а жените - 2600 W. Ефективността на човешките мускули е 20%. Какво означава? Колко енергия губят мускулите?

Слайд 21

1. Топлинна машина получава енергия равна на 1000 J от нагревателя на цикъл и предава енергия от 800 J на ​​хладилника. Каква е ефективността на топлинната машина? 2. Топлинна машина получава енергия равна на 1000 J от нагревателя на цикъл и предава енергия от 700 J на ​​хладилника. Каква е ефективността на топлинната машина?

Слайд 22

Въглеродният диоксид, отделен по време на работата на топлинните двигатели, абсорбира инфрачервеното лъчение от земната повърхност, което води до повишаване на атмосферната температура с 0,05 градуса по Целзий годишно. Този ефект може да създаде заплаха от топене на ледниците и катастрофално покачване на морското равнище. В момента в атмосферата се отделят около 5 милиарда тона CO2 годишно. Проблемите на околната среда

Слайд 23

Когато работят топлинни двигатели, в атмосферата непрекъснато се отделят вредни за растенията, животните и хората вещества: азотни оксиди, въглеводороди, въглероден оксид. Консумацията на кислород по време на изгаряне на гориво намалява съдържанието му в атмосферата. Атомните електроцентрали са изправени пред проблема с погребването на опасни радиоактивни отпадъци. Използването на парни турбини в електроцентрали изисква големи площи за езера за охлаждане на отработената пара. У нас за целта са необходими 200 км3 вода.

Слайд 24

Мерки за опазване на природата 1. Повишаване ефективността на пречиствателните съоръжения. 2. Експлоатация на превозни средства с пълно изгаряне на горивото в двигателя с вътрешно горене и минимални емисии на CO2 в атмосферата. 3. Използването на гориво от смес от кислород и водород. 4. Изграждане на електроцентрали, предимно ядрени, със затворен цикъл на водоснабдяване.

Слайд 25

Жак Ив Кусто: „Преди природата плашеше човека, но сега човекът плаши природата.

Слайд 26

Вижте всички слайдове

Слайд 2

1. Един прост механизъм носи ли полза при работа? Обосновете отговора. 2. Съдържание на “Златното правило” на механиката. 3. Каква е връзката между пътищата, изминати от точките на прилагане на силите върху лоста и тези сили? 4.За какво се използват прости механизми? 5. По какъв начин губят при използване на лост, който дава печалба в сила? повторение:

Слайд 3

6. Колко пъти губят по пътя, използвайки подвижен блок за повдигане на товари? 7. Посочете формулите за изчисление: Мощност A = F*S Работа V = S / t Скорост P = F / S Плътност p = m / v Налягане N = A / t

Слайд 4

План за обучение по темата: „Ефективност на механизмите“.

1.За какво се използват прости механизми? 2. Понятието полезна и пълноценна работа и тяхното съпоставяне. 3. Концепцията за ефективност на механизма, сравнението му със 100%. 4.Начини за повишаване на ефективността.

Слайд 5

Използват се прости механизми за...

Слайд 6

Концепцията за полезна и пълноценна работа. Товарачът изсипва ябълки за преработка в сок от кошниците в задната част на колата. Пълна работа е товаренето на ябълки. Състои се от повдигане на самите ябълки и повдигане на кошниците. Работата по повдигането на самите ябълки е полезна, но повдигането на кошниците е безполезно, защото те трябва да бъдат спуснати или хвърлени надолу.

Слайд 7

Работа по повдигане на товар с помощта на наклонена равнина, височина h и дължина ℓ.

F Полезна работа A p = F *h = m *q *h Но в същото време ние преодоляваме силата на триене, силата на гравитацията на други устройства и извършваме допълнителна работа. Изразходваната работа е по-голяма от полезната работа Az > A p. Полезната работа е само част от общата работа.

Слайд 8

Характеристиката на механизма, който определя каква част от полезната работа е общата работа, се нарича ефективност.

A n Az 100% Може ли ефективността да бъде равна на 100%, > 100%? Обосновете отговора. Как да увеличим ефективността? Намалете масата на движещите се части, намалете триенето в частите. Ефективност =

Слайд 9

Решаване на задачи за изчисляване на КПД.

Определете ефективността на устройствата и механизмите в следните ситуации: 1. Цевта се търкаля по наклонена платформа, като се прилага сила от 240 N. Масата на цевта е 100 кг, дължината на платформата е 5 м, височината на платформата е 1 м. 2. Кофа с пясък с тегло 200 N се повдига с неподвижен блок на височина 10 m, действайки върху въже със сила 250 N.

Вижте всички слайдове

Прости механизми Механизъм - от гръцката дума - инструмент, конструкция. Машина – от латинската дума machina – структура. Блок - от английската дума block - част от повдигащ механизъм под формата на колело с жлеб по обиколката му. Устройствата, използвани за преобразуване на сила, се наричат ​​прости механизми

Прости механизми Наклонената равнина се използва за преместване на тежки предмети на по-високо ниво, без да ги повдига директно. рампи, ескалатори, обикновени стълби, конвейери. Ако трябва да повдигнете товар на височина, винаги е по-лесно да използвате лек наклон, отколкото стръмен: колкото по-стръмен е наклонът, толкова по-лесно е да свършите тази работа.

Рамо на сила Най-късото разстояние между опорната точка и правата линия, по която силата действа върху лоста, се нарича рамо на сила Рамо на сила F 2 Рамо на сила F 1 Рамо на сила F 2 За да намерите рамото на сила, от опорната точка, спуснете перпендикуляр към линията на действие на силата Опорна точка Линия на действие сили Перпендикуляр

Условия за равновесие на лоста Лостът е в равновесие, когато силите, действащи върху него, са обратно пропорционални на рамената на тези сили l 2 = 2 F 2 = 3 l 1 = 3 F 1 = 2 Това правило е установено от Архимед. Според легендата той възкликнал: „Дайте ми опорна точка и аз ще вдигна Земята“.

Условия за равновесие на лост Равновесие на твърдо тяло под действието на три сили. За да бъде невъртящо се тяло в равновесие, е необходимо резултатната от всички сили, приложени към тялото, да е равна на нула. При изчисляване на резултата всички сили се свеждат до една точка C

Прилагане на баланса на лост към блок Фиксиран блок M = F2r = P2r не дава печалба в работата служи само за промяна на посоката на силата Подвижен блок M = F r = Pr/2 F = P/2 дава печалба в сила с 2 пъти Фиксиран блок с по време на работа, не променя позицията на движещия се блок по време на работа. Рамото на силата l = r

Комбинирайки определен брой подвижни и неподвижни блокове, можете да увеличите силата на неподвижните блокове проста комбинация от макари от група подвижни и неподвижни блокове, тогава усилването на теглителната сила е равномерно, а при по-сложни конструкции произволно

Ефективност на даден механизъм Един или друг механизъм в крайна сметка е необходим за извършване на работа. Полезната работа A p е работата, от която се нуждаем. Работата, изразходвана за повдигане, винаги се оказва по-полезна Работа за преодоляване на силата на гравитацията: A = mgh При повдигане на товар ние преодоляваме силата на тежестта на въжето, силата на триене, силата на гравитацията на други устройства , Характеристиката на механизма, която определя каква част от полезната работа съставлява общата, се нарича коефициент на ефективност

Избор на задачи по кинематика (от задачите на Държавната академия на науките) Нека разгледаме задачите:

GIA Кой от простите механизми може да даде по-голяма печалба при работа: лост, наклонена равнина или подвижен блок? 1) лост 2) наклонена равнина 3) подвижен блок 4) нито един прост механизъм не дава печалба в работата

Лостът GIA дава печалба от 5 пъти в сила. Каква е печалбата или загубата в разстоянието? 1. печели 5 пъти 2. нито печели, нито губи 3. губи 5 пъти 4. печели или губи в зависимост от скоростта на движение

Единен държавен изпит-2002 A3. Върху лоста действат две сили, чиито рамена са равни на 0,1 m и 0,3 m. Силата, действаща върху късото рамо, е равна на 3 N. На колко трябва да е равна силата, действаща върху дългото рамо за лоста. да бъде в равновесие? 1,1 N 2,6 N 3,9 N 4,12 N F 1 d 1 = F 2 d 2 3 N 0,1 m = F 2 0,3 m

Единен държавен изпит 2003 А4. Фигурата показва тънък безтегловен прът, към който в точки 1 и 3 са приложени сили F 1 = 100 N и F 2 = 300 N. В коя точка трябва да се намира оста на въртене, за да бъде прътът в равновесие? Оста на въртене е фиксирана

2005 A4 (ДЕМО). Товарът A на крана на кладенеца (виж фигурата) балансира теглото на кофата, равно на 100 N. (Считайте, че лостът е безтегловен.) Теглото на товара е 1,20 N 2,25 N N N

2008 A5 (ДЕМО). При извършване на лабораторна работа студентът поставя наклонена равнина под ъгъл 60 спрямо повърхността на масата. Дължината на равнината е 0,6 m. Моментът на тежестта на блок с маса 0,1 kg спрямо точка O, когато преминава през средата на наклонената равнина, е 1,0,15 N m 2,0,30 N m 3,0,45 N m 4,0 .60 N·m

Литература 1.Гутник, Е.М., Физика. 7 клас. Учебник за средни училища / Е. М. Гутник, А. В. Перишкин. - М.: Дропла, - 302 с. 2.Зорин, Н.И. GIA Физика. Тренировъчни задачи: 9 клас / Н.И. Зорин. – М.: Ексмо, – 112 с. – (Държавна (окончателна) атестация (в нова форма). 3. Кабардин, О. Ф. Физика. 9 клас: колекция от тестови задачи за подготовка за окончателна атестация за курса на началното училище / О. Ф. Кабардин. – М.: Дропла, - 219 с. 4. Готина физика за любознателните./[Електронен ресурс]// Сила./[Електронен ресурс] html 7. Работни единици / Единна колекция от цифрови образователни ресурси / [Електронен ресурс] / 95ff c9a66/5_1. Федерален институт за педагогически измервания (KIM) Физика / /[Електронен ресурс]// Федерален институт за педагогически измервания (KIM) Физика Единен държавен изпит //[Електронен ресурс]//