ККД теплових машин презентація. Презентація "коефіцієнт корисної дії теплових двигунів"

Слайд 12

Блок – схема теплового двигуна

Нагрівач Робоче тіло (газ) Холодильник Q1 (теплота) Q2 (теплота) A'=Q1-Q2 (робота)

Слайд 13

Фізична величина, що показує, яку частку складає робота від енергії, отриманої при згорянні палива, називається коефіцієнтом корисної дії теплового двигуна  = (А / Q) 100%

Слайд 14

ККД теплового двигуна

 = А п/ Аз  = Qп/ Qз  = Nп/ Nз ЗАВЖДИ! 00% Чому?  = (А/Q) 100%

Слайд 15

Характеристики теплових двигунів

Слайд 16

Застосування теплових машин та проблеми охорони навколишнього середовища

При спалюванні палива в теплових машинах потрібна велика кількість кисню. На згоряння різноманітного палива витрачається від 10 до 25% кисню, що виробляється зеленими рослинами. Теплові машини не тільки спалюють кисень, а й викидають в атмосферу еквівалентні кількості двоокису вуглецю (вуглекислого газу). Згоряння палива в топках промислових підприємств та теплових електростанцій майже ніколи не буває повним, тому відбувається забруднення повітря золою, пластівцями сажі. Зараз у всьому світі звичайні енергетичні установки викидають в атмосферу щорічно 200 – 250 млн. т золи та близько 60 млн. т діоксиду сірки. Крім промисловості повітря забруднює і транспорт, насамперед автомобільне (жителі великих міст задихаються від вихлопних газів автомобільних двигунів).

Слайд 17

Як ви думаєте, на що витрачається більшість внутрішньої енергії теплових двигунів???? Чи безпечні теплові двигуни з точки зору екології? Ви маєте рацію і це добре видно з наступних даних:

Слайд 18

– 1 тонна бензину, згоряючи, виділяє 500 – 800 кілограмів шкідливих речовин; - В атмосферу щорічно викидається 5 мільярдів тонн СО2; – один реактивний лайнер за 5 год польоту споживає 45 т кисню – за останні 25 років кількість вуглекислого газу в атмосфері збільшилась на 345 млрд т. – до складу вихлопних газів входить 1200 компонентів, у тому числі оксид вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні, альде оксиди металів (найшкідливіший – оксид свинцю), сажа та інше.

Екологічні проблеми

Слайд 19

1.Один із учнів при вирішенні отримав відповідь, що ККД теплового двигуна дорівнює 200%. Чи правильно вирішив учень завдання? Якісні завдання: 2. ККД теплового двигуна 45%. Що означає це число? 3. Чи може ККД теплового двигуна дорівнювати 1,8; 50; 4; 90; 100%?

Слайд 20

Завдання для любителів біології

В людини налічується близько 600 м'язів. Якби всі м'язи людини напружилися, вони викликали б зусилля, що дорівнює приблизно 25 т. вважається, що за нормальних умов роботи людина може розвивати потужність 70 – 80 Вт, однак можлива миттєва віддача енергії в таких видах спорту, як штовхання ядра або стрибки у висоту . Спостереження показали, що при стрибках у висоту з одночасним відштовхуванням обома ногами деякі чоловіки розвивають протягом 0,1 із середньою потужністю близько 3700 Вт, а жінки – 2600 Вт. ККД м'язів людини дорівнює 20%. Що це означає? Яку частину енергії м'язи витрачають марно?

Слайд 21

1.Тепловий двигун за цикл отримує від нагрівача енергію, що дорівнює 1000 Дж, і віддає холодильнику енергію 800 Дж. Чому дорівнює ККД теплового двигуна? 2.Тепловий двигун за цикл отримує від нагрівача енергію, що дорівнює 1000 Дж, і віддає холодильнику енергію 700 Дж. Чому дорівнює ККД теплового двигуна?

Слайд 22

Вуглекислий газ, що виділяється під час роботи теплових двигунів, поглинає інфрачервоне випромінювання Землі, що призводить до підвищення температури атмосфери щорічно на 0,05 градус Цельсія. Цей ефект може створити загрозу танення льодовиків та катастрофічного підвищення рівня Світового океану. Наразі в атмосферу викидається щороку близько 5 млрд. тонн CO2. Проблеми охорони навколишнього середовища

Слайд 23

При роботі теплових двигунів в атмосферу безперервно викидаються шкідливі для рослин, тварин та людини речовини: оксиди азоту, вуглеводню, оксид вуглецю. Споживання кисню при горінні палива зменшує його у атмосфері. На атомних електростанціях постає проблема захоронення небезпечних радіоактивних відходів. Застосування парових турбін на електростанціях вимагає великих площ під ставки для охолодження відпрацьованої пари. У нашій країні для цього потрібно 200 км3 води.

Слайд 24

Заходи з охорони навколишнього середовища 1. Підвищення ефективності очисних споруд. 2. Експлуатація автомобілів з повним згорянням палива в ДВЗ та мінімальним викидом CO2в атмосферу. 3. Застосування пального із суміші кисню та водню. 4. Спорудження комплексів електростанцій, насамперед атомних, із замкнутим циклом водопостачання.

Слайд 25

Жак Іва Кусто: «Раніше природа лякала людину, а тепер людина лякає природу».

Слайд 26

Переглянути всі слайди

Слайд 2

1. Чи дає виграш у роботі простий механізм? Відповідь обґрунтувати. 2.Зміст «Золотого правила» механіки. 3. Яке співвідношення існує між шляхами, пройденими точками докладання сил на важелі, і цими силами? 4.Для чого застосовуються прості механізми? 5.У чому програють, користуючись важелем, що дає виграш у силі? Повторення:

Слайд 3

6.У скільки разів програють у дорозі, використовуючи для підняття вантажів рухомий блок. 7.Вкажіть формули для розрахунку: Потужності A = F * S Роботи V = S / t Швидкості P = F / S Щільності p = m / v Тиск N = A / t

Слайд 4

План вивчення теми: "Коефіцієнт корисної дії механізмів".

1.Для чого застосовуються прості механізми. 2. Поняття корисної роботи та повної та їх порівняння. 3. Поняття ККД механізму, його порівняння зі 100%. 4.Способи підвищення ККД.

Слайд 5

Прості механізми застосовуються для …

Слайд 6

Поняття корисної роботи та повної. Яблука для переробки на сік, вантажник висипає із кошиків у кузов машини. Повна робота – це навантаження яблук. Вона складається з підйому самих яблук та підйому кошиків. Робота з підняття самих яблук – корисна, а з підняття кошиків – марна, тому що їх потрібно опускати або скидати вниз.

Так. Енергія згорілого пороху перетворюється на механічну енергію снаряда. 4. Чи можна людський організм зарахувати до теплових двигунів? Так 5. Чому ДВС не використовуються у підводних човнах під час підводного плавання? Під водою для роботи двигуна внутрішнього згоряння необхідне повітря, яке там немає, або необхідно брати зріджене повітря, але це нерентабельно і ускладнює процес. 6. Чи змінюється температура пари в турбіні? Так, вона зменшується. 7. Чи всі теплові двигуни однаково рентабельні? Ні, не всі, є більш економічні, наприклад, дизельний двигун.

Робота з підняття вантажу за допомогою похилої площини, висотою h та довжиною ℓ.

Але при цьому долаємо силу тертя, силу тяжкості інших пристроїв, виконуємо додаткову роботу. Витрачена робота більша за корисну Аз > А п. Корисна робота лише частина повної роботи.

Для характеристики ефективності теплової машини перетворення внутрішньої енергії в механічну вводиться коефіцієнт корисної дії (ККД) теплової машини. Він позначається буквою η

Характеристика механізму, що визначає якусь частку корисна робота складає від повної, називається ККД.

А п Аз 100% Чи може ККД рівним 100% > 100%? Відповідь обґрунтувати. Як підвищити ККД? Зменшити масу частин, що рухаються, зменшити тертя в деталях. ККД =

Коефіцієнт (від латів. coefficientis) зазвичай постійна чи відома величина – множник при змінної чи відомої величині.

Розв'язання задач на розрахунок ККД.

Визначити ККД пристроїв та механізмів у таких ситуаціях: 1.Бочку вкочують по похилому помосту, докладаючи зусилля 240Н. Маса бочки 100кг, довжина помосту 5м, висота помосту 1м. 2. Відро з піском вагою 200Н піднімають за допомогою нерухомого блоку на висоту 10м, діючи на мотузку з силою 250Н.

Переглянути всі слайди

Прості механізми Механізм - від грецького слова - знаряддя, споруда. Машина – від латинського слова machina – споруда. Блок – від англійського слова block – частина підйомного механізму у вигляді колеса із жолобом по колу. Пристосування, що служать для перетворення сили, називаються простими механізмами

Прості механізми Похила площина застосовується для переміщення важких предметів більш високий рівень без їх безпосереднього підняття. пандуси, ескалатори, звичайні сходи, конвеєри. Якщо потрібно підняти вантаж на висоту, завжди легше скористатися пологим підйомом, чим крутим: чим легше виконати цю роботу.

Плечо сили Найкоротша відстань між точкою опори і прямою, вздовж якої діє важіль сила, називається плечем сили Плечо сили F 2 Плечо сили F 1 Плечо сили F 2 Щоб знайти плече сили треба з точки опори опустити перпендикуляр на лінію дії сили Точка опори сили Перпендикуляр

Умови рівноваги важеля Важіль знаходиться в рівновазі тоді, коли сили, що діють на нього, обернено пропорційні плечам цих сил l 2 = 2 F 2 = 3 l 1 = 3 F 1 = 2 Це правило було встановлено Архімедом. За легендою, він вигукнув: "Дайте мені точку опори, і я підніму Землю"

Умови рівноваги важеля Рівнавага твердого тіла під дією трьох сил. Щоб тіло, що не обертається, знаходилося в рівновазі, необхідно, щоб рівнодіюча всіх сил, прикладених до тіла, дорівнювала нулю. При обчисленні рівнодіючої всі сили наводяться до однієї точки C

Застосування рівноваги важеля до блоку Нерухомий блок M = F2r = P2r не дає виграшу в роботі служить тільки для зміни напрямку дії сили Рухомий блок M = F · r = Pr/2 роботі не змінює положення осі обертання Рухомий блок під час роботи переміщається Плечо сили l = 2r Плечо сили l = r

Комбінуючи певною кількістю рухомих і нерухомих блоків, можна отримати значний виграш в силі Нерухомий блок Рухливий блок Виграш силі в 2 рази а в більш складних конструкціях довільний

Коефіцієнт корисної дії механізму Той чи інший механізм необхідний, зрештою, для роботи. Корисна робота А п – необхідна нам робота. Витрачена на підйом робота виявляється завжди більш корисною Робота з подолання сили тяжіння: A = mgh При підйомі вантажу ми долаємо силу тяжкості мотузки, силу тертя, силу тяжіння інших пристосувань Характеристика механізму, яка визначає частку корисної роботи складає від повної, називається коефіцієнтом корисної дії ККД

Підбірка завдань з кінематики (із завдань ДПА) Розглянемо завдання:

ГІА Який із простих механізмів може дати більший виграш у роботі важіль, похила площина чи рухомий блок? 1) важіль 2) похильна площина 3) рухомий блок 4) жоден простий механізм не дає виграшу в роботі

ГИА Важіль дає виграш у силі в 5 разів. Який при цьому виграш чи програш на відстані? 1. виграш у 5 разів 2. немає ні виграшу, ні програшу 3. програш у 5 разів 4. виграш чи програш залежно від швидкості руху

ЄДІ-2002 р. А3. На важіль діють дві сили, плечі яких дорівнюють 0,1 м і 0,3 м. Сила, що діє на коротке плече, дорівнює 3 Н. Чому має бути рівна сила, що діє на довге плече, щоб важіль був у рівновазі? 1.1 Н 2.6 Н 3.9 Н 4.12 Н F 1 · d 1 = F 2 · d 2 3 Н · 0,1 м = F 2 · 0,3 м

ЄДІ-2003 р. А4. На малюнку зображено тонкий невагомий стрижень, до якого в точках 1 і 3 прикладені сили F 1 = 100 Н і F 2 = 300 Н. У якій точці треба розташувати вісь обертання, щоб стрижень був у рівновазі? Вісь обертання закріплена

2005 р. А4 (ДЕМО). Вантаж А колодязного журавля (див. малюнок) врівноважує вагу відра, що дорівнює 100 Н. (Важіль вважайте невагомим.) Вага вантажу дорівнює 1.20 Н 2.25 Н Н Н

2008 р. А5 (ДЕМО). За виконання лабораторної роботи учень встановив похилу площину під кутом 60 до столу. Довжина площини дорівнює 0,6 м. Момент сили тяжіння бруска масою 0,1 кг щодо точки При проходженні ним середини похилої площини дорівнює 1.0,15 Н м 2.0,30 Н м 3.0,45 Н м 4.0,60 Н м

Література 1. Гутнік, Е. М., Фізика. 7 клас. Підручник для загальноосвітніх шкіл/Є. М. Гутник, А. В. Перишкін. - М: Дрофа, - 302 с. 2.Зорін, Н.І. ГІА Фізика. Тренувальні завдання: 9 клас/Н.І. Зорін. - М.: Ексмо, - 112 с. – (Державна (підсумкова) атестація (у новій формі). 3. Кабардін, О.Ф. Фізика. 9 кл.: збірник тестових завдань для підготовки до підсумкової атестації за курс основної школи / О.Ф. Кабардін. – М.: Дрофа, - 219 с; Похила плоскість. .Фізика./[Електронний ресурс]// html 7.Робота роботи. Фізика ДІА м. //[Електронний ресурс]// р Федеральний інститут педагогічних вимірів. Контрольні вимірювальні матеріали (КІМ)