Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Cykl przemian termodynamicznych Silnik cieplny. np. Pracę na ciepło zamieniać jest łatwo przez pocieranie dłoni.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Cykl przemian termodynamicznych Silnik cieplny. np. Pracę na ciepło zamieniać jest łatwo przez pocieranie dłoni."— Zapis prezentacji:

1 Cykl przemian termodynamicznych Silnik cieplny

2 np. Pracę na ciepło zamieniać jest łatwo przez pocieranie dłoni

3 Proces odwrotny jest możliwy, ale muszą być spełnione odpowiednie warunki Czy zamiana ciepła na pracę jest opłacalna? Odpowiedź na pytania: jak zamienić ciepło na pracę? czy jest to opłacalne? poznamy w dalszej części prezentacji

4 Chcemy zbudować silnik cieplny, który mógłby w sposób ciągły zamieniać ciepło na pracę

5 W naszym przypadku praca silnika polegać będzie na przenoszeniu cegły z poziomu niższego na poziom wyższy Poziom niższy Poziom wyższy Chcemy, aby silnik tę czynność powtarzał i kolejne cegły przenosił do góry

6 Budowa silnika gaz np. azot, powietrze... tłok cylinder

7 p V Ciśnienie i objętość gazu przed załadunkiem cegły. Ciśnienie i objętość gazu przed załadowaniem cegły p V

8 Pracę silnika podzielimy na etapy p V

9 I. Załadunek cegły p V Pod ciężarem cegły tłok trochę obniży się

10 . p V Ładowanie kolejnych cegieł powodowałoby dalsze obniżanie tłoka. W końcu cegły zaczęłyby spadać w dół i mogłyby się poniszczyć.

11 . p V Dlatego chcemy, aby podczas załadunku tłok był cały czas na tym samym poziomie należy gaz ogrzewać w tym celu

12 . p V Ciśnienie i objętość gazu po podgrzaniu. Załadunek cegły zakończony. Jaka jest teraz objętość i ciśnienie gazu? Przerywamy ogrzewanie gazu

13 . p V. Przejście gazu od stanu przed załadunkiem do stanu po załadunku I możemy na wykresie przedstawić w postaci strzałki I przemiana gazu

14 . p V. w czasie I przemiany, która zachodzi przy I objętości Q v (malejącej, stałej, rosnącej) stałej Strzałka w górę oznacza, że gaz pobrał ciepło pobiera (oddaje, pobiera) gaz ciepło

15 Q v. p V. I W tym celu należy gaz dalej podgrzewać Po załadowaniu cegły chcemy, aby tłok podniósł ją do góry

16 Q v. p V. I W tym celu należy gaz dalej podgrzewać Po załadowaniu cegły chcemy, aby tłok podniósł ją do góry

17 0bjętość i ciśnienie gazu po podniesieniu cegły Q v. p V. I objętość i ciśnienie II Podczas II przemiany gaz zwiększył objętość, przy stałym ciśnieniu kosztem dostarczonego ciepła Q p

18 Q v. p V. I II Q p Gaz podniósł tłok do góry wykonał pracę zwiększyła się objętość gazu Praca wykonana przez gaz jest równa polu powierzchni figury pod wykresem II przemiany

19 Q v. p V. I II Q p III Rozładunek cegły Po zdjęciu pierwszej cegły Tłok trochę podniesie się do góry

20 Q v. p V. I II Q p Chcemy, aby w czasie rozładunku tłok nie podnosił się W tym celu należy należyochładzać gaz

21 Q v. p V. I II Q p Rozładowujemy dalej cegłę

22 Q v. p V. I II Q p Cegła została rozładowana Objętość i ciśnienie gazu po rozładowaniu cegły objętość i ciśnienie Wykres III przemiany III

23 Q v. p V. I II Q p III W czasie ochładzania, tłok był nieruchomy a gaz ciepło w objętości Q v oddał stałej

24 Q v. p V. I II Q p III Q v Strzałka skierowana dół oznacza, że gaz oddał ciepło Po rozładowaniu cegły tłok musi wrócić na dół, po następny ładunek w tym celu gaz należy dalej ochładzać

25 IV Przemiana Q v. p V. I II Q p III Q v

26 . p V. I II Q p III Q v Gaz zmniejszył przy stałym objętość ciśnieniu

27 Q v. p V. I II Q p III Q v Gaz oddał ciepło Q p Gaz zmniejszył przy stałym objętość ciśnieniu

28 Q v. p V. I II Q p III Q v Wykres IV przemiany IV Q p Po czterech przemianach gaz wrócił do początkowego stanu Mówimy, że gaz wykonał cykl przemian termodynamicznych

29 Q v. p V. I II Q p III Q v W IV przemianie gaz zmniejszył objętość, a więc oddał pracę IV Q p (lub praca została wykonana nad gazem) Jej wartość jest równa polu figury pod wykresem IV przemiany

30 Q v. p V. I II Q p III Q v Jeśli od pracy w przemianie II odejmiemy pracę w przemianie IV Q p IV Otrzymamy pracę wykonaną przez silnik w czasie jednego cyklu Jest równa polu powierzchni zakreskowanego prostokąta

31 pracy na ciepłojest prosta ciepła na pracę w odpowiednich warunkach Zamiana gaz nie może być tylko ogrzewany musi też oddawać ciepło tzn.

32 Chcielibyśmy, aby silnik całe dostarczone ciepło zamieniał na pracę gdyż, nie można cofnąć tłoka w dół, bez ochładzania gazu nie jest to jednak możliwe

33 Zbudowany przez nas silnik ma dwie ważne zalety: jest prosty w budowie łatwo zrozumieć zasadę jego działania Jednak jego pracę trudno byłoby wykorzystać praktycznie

34 Oto model rzeczywistego silnika spalinowego i jego działanie

35 Q v. p V. I II Q p III Q v Gaz w czasie jednego cyklu pracy silnika dwa razy pobierał ciepło Q p IV Oznaczmy przez Q 1 sumę Q v+Q p + = Q 1 Również dwa razy oddawał ciepło Oznaczmy przez Q 2 sumę Q v + Q p = Q 2 +

36 Q v. p V. I II Q p III Q v Q p IV + = Q 1 = Q 2 + Praca wykonana przez gaz w czasie jednego cyklu równa się różnicy ciepła pobranego Q 1 i oddanego Q 2 W= Q 1 - Q 2 równa się polu zakreskowanego prostokąta zgodnie z I zasadą termodynamiki

37 Q v. p V. I II Q p III Q v Q p IV + = Q 1 = Q 2 + W= Q 1 - Q 2 Sprawność urządzenia = Praca wykonana przez urządzenie Energia pobrana przez urządzenie

38 Q v. p V. I II Q p III Q v Q p IV + = Q 1 = Q 2 + W= Q 1 - Q 2 = W Q1Q1 100%. = Q1Q1. Q 1 - Q 2

39 Francuski fizyk S. Carnot zaprojektował teoretyczny model silnika i wykazał, że jego sprawność da się obliczyć prostym wzorem T 1 - T 2 = T1T1 100%. T 1 – temperatura źródła ciepła T 2 – temperatura chłodnicy

40 Sprawność rzeczywistych silników cieplnych nie jest wysoka waha się od ok. 10% w lokomotywie parowej

41 ok. 30% w silnikach benzynowych

42 do ok. 40% w silnikach wysokoprężnych (Diesla)

43 lub obecnie trochę więcej w nowoczesnych silnikach wysokoprężnych

44 Silniki wysokoprężne są bardziej ekonomiczne od silników benzynowych z dwóch powodów: mają większą sprawność jest do nich tańsze paliwo Jednak ich konstrukcja jest droższa, gdyż pracują pod wysokimi ciśnieniami

45 Koniec


Pobierz ppt "Cykl przemian termodynamicznych Silnik cieplny. np. Pracę na ciepło zamieniać jest łatwo przez pocieranie dłoni."

Podobne prezentacje


Reklamy Google