Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia) Nazwa szkoły: Zespół Szkół Chemicznych ID grupy: 97/39_MF_G1 Opiekun: Karolina Grzesińska Kompetencja: Matematyczno - fizyczna Temat projektowy: Budujemy maszynę parową Semestr/rok szkolny: II / 2010/2011

Plan prezentacji: Ogólnie. Podstawy teoretyczne. Doświadczenia do wykonania.

MASZYNA PAROWA Maszyna parowa - to parowy silnik tłokowy. Czasem do maszyn parowych zalicza się pompy parowe powstałe przed silnikiem tłokowym. Za wynalazcę maszyny parowej uważa się Jamesa Watta, który w 1763 roku udoskonalił atmosferyczny silnik parowy.

Działanie Spalając pod napełnionym kotłem drewno bądź węgiel, doprowadzano wodę do wrzenia. Wytworzona w ten sposób para była doprowadzana przez układ rozrządu do cylindra. Tłok wprawiany był w ruch poprzez naprzemienne wpuszczanie będącej pod wysokim ciśnieniem pary do przedniej i tylnej części cylindra (rozdzielonych tłokiem). Następnie za pośrednictwem korbowodu przenoszono wytworzoną energię na wał korbowy i koło zamachowe. W celu stabilizacji obrotów w maszynach parowych używany był regulator odśrodkowy.

BUDOWA tłok tłoczysko krzyżulec korbowód wykorbienie wału korbowego wał korbowy koło zamachowe suwak regulator odśrodkowy

Podstawy teoretyczne: Temperatura - jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań cząsteczek. Temperaturę podajemy w Kelwinach (układ SI) lub w stopniach Celsjusza. Przelicznik T = t + 273, gdzie: T – temperatura w Kelwinach t – temperatura w °C 0°C = 273 K

Co to jest ciepło? Ciepło - to sposób przekazywania energii. Ciepło - to ilość energii wewnętrznej, która jest przekazywana przez ciało o temperaturze wyższej do ciała o temperaturze niższej.

Ciepło właściwe: Ciepło właściwe jest równe liczbowo ilości ciepła, która jest potrzebna do ogrzania 1 kg masy substancji o 1K lub o 1°C. Ciepło właściwe definiuje się jako iloraz ciepła dostarczanego ciału przez jego masę i przyrostu temperatury. <- jednostki ciepła właściwego

Ilość ciepła jaką pobiera ciało, ogrzewając się, można wyliczyć ze wzoru:

Bilans Ciepły: Ciepło oddane równe jest ciepłu pobranemu. Wzór pozwalający wyliczyć temperaturę końcową mieszaniny (T) dla dwóch substancji jedna o masie m1 i temperaturze T1 oraz druga o masie m2 i temperaturze T2:

I Zasada Termodynamiki Zmiana energii wewnętrznej ciała (ΔEw) jest równa sumie pracy wykonanej nad ciałem (W) i ciepła wymienianego z otoczeniem (Q) ΔEw=W+Q

Doświadczenie 1 Napełniamy probówkę do ⅓ pojemności wodą a następnie wciskamy korek lekko dopasowany do wewnętrznych ścianek probówki, tak aby dotykał powierzchni wody. Podgrzewamy ostrożnie probówkę. Wynik doświadczenia: po pewnym czasie korek porusza się w probówce ku górze. To pokazuje jak energia wewnętrzna zamienia się w pracę.

Doświadczenie 2 Do zlewki wlewamy 250 ml wody o temperaturze pokojowej (około 20°C), wkładamy termometr a następnie podgrzewamy ją. Odczytujemy co 60 sekund temperaturę. Wyniki pomiarów umieszczamy w tabeli. L.P. Czas ogrzewania (s) Temperatura (°C) 250ml 500ml 1. O sekund 33°C 39°C 2. 60 sekund 43°C 3. 120 sekund 50°C 44°C 4. 180 sekund 54°C 48°C 5. 240 sekund 57°C 52°C 6. 300 sekund 63°C 7. 360 sekund 67°C 61°C

Doświadczenie 3 Zlewka z gorącą wodą i druga zlewka z zimną wodą. Wyznaczamy masy obu wód i mierzymy ich temperatury. Wlewamy je obie do kalorymetru i mierzymy temperaturę końcową mieszaniny. Rozwiązanie: Zlewka – 102,70g Gorąca woda – 123,20g -> temp. 65°C Zimna woda – 130g -> temp. 22°C Temperatura końcowa mieszaniny - 34°C