35.Необратимость процессов в природе. Второй закон термодинамики.

Нагретые тела постепенно остывают, передавая свою энергию более холодным окружающим телам. Обратный процесс передачи теплоты от холодного тела горячему не противоречит закону сохранения энергии, но такой процесс самопроизвольно никогда не происходит.

Колебания маятника, выведенного из положения равновесия, затухают.

Энергия упорядоченного движения тела как целого превращается в энергию неупорядоченного теплового движения слагающих его молекул.

Необратимыми называют такие процессы, которые могут самопроизвольно протекать только в одном направлении, в обратном направлении могут протекать только как одно из звеньев более сложного процесса. Невозможно перевести теплоту от более холодной системы к более горячей при отсутствии других одновременных изменений в обеих системах или в окружающих телах – так сформулировал второй закон термодинамики немецкий ученый Р. Клаузис.

36.Принцип действия тепловых двигателей. Коэффициент полезного действия теплового двигателя.

Для того чтобы двигатель совершал работу, необходима разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Во всех тепловых двигателях эта разность достигается путем увеличения температуры рабочего тела на сотни или тысячи градусов по сравнению с температурой окружающей среды. Такое повышение температуры происходит при сгорании топлива. Рабочим телом у всех тепловых двигателей является – газ, который совершает работу при расширении.

В двигателях внутреннего сгорания повышение температуры происходит при сгорания топлива внутри самого двигателя.

Пусть начальная температура рабочего тела – Т₁ . Эту температуру в паровых турбинах или машинах приобретает пар в паровом котле. Температуру Т₁ называют температурой нагревателя.

По мере совершения работы газ теряет энергию и неизбежно охлаждается до некоторой температуры Т₂ . Эта температура не может быть ниже температуры окружающей среды, иначе давление газа станет меньше атмосферного и двигатель не сможет работать. Обычно температура Т₂ несколько больше температуры окружающей среды. Ее называют температурой холодильника.

Холодильником является атмосфера или специальное устройство – конденсатор.

КПД теплового двигателя называют отношение работы А, совершаемой двигателем, к количеству теплоты Q, полученной от нагревателя:

.η = A/Q

37.Значение тепловых двигателей. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.

Наибольшее значение имеет использование тепловых двигателей на тепловых электростанциях, где они приводят в движение роторы генераторов электрического тока. Более 80% всей электроэнергии в нашей стране вырабатывается на тепловых электростанциях. Тепловые двигатели устанавливают на всех атомных электростанциях. На всех основных видах транспорта преимущественно используют тепловые двигатели.

В автомобильном транспорте применяют поршневые двигатели внутреннего сгорания с внешним образованием горючей смеси и двигатели с образованием горючей смеси непосредственно внутри цилиндра (дизели ). Эти же двигатели устанавливают на тракторах.

В Ж/Д транспорте используют тепловозы с дизельными установками и электровозы. Но электровозы получают энергию преимущественно от тепловых двигателей электростанций.

В водном транспорте двигатели внутреннего сгорания или мощные паровые турбины для крупных судов.

В авиации на легких самолетах – поршневые двигатели, а на огромных лайнерах – турбореактивные и реактивные двигатели. Реактивные двигатели применяются и в ракетах.

Повсеместное применение тепловых двигателей связанно с воздействием на окружающую среду.

В окружающую среду отводится значительно количество теплоты, что должно привести к постепенному повышению средней температуры на Земле. Дальнейшее повышение температуры может создать угрозу таяния ледников.

Кроме того температура может вырасти из-за увеличения в атмосфере углекислого газа, выделяющегося при сжигании топлива в больших масштабах.

Так же в атмосферу выбрасываются вредные для растений , животных и человека вещества.

38.Электрический заряд и элементарные частицы. Взаимодействие заряженных частиц.

Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.

Элементарные частицы. К ним относятся не только протоны и электроны, но только они могут существовать бесконечно долго.

Заряд элементарных частиц – протонов, называют положительным, а заряд электронов – отрицательным.

К частицам, не имеющим электрического заряда, относится нейтрон.