Билет № 1

Тепловые машины: основные части и принципы действия тепловых машин; коэффициент полезного действия тепловой машины и пути его повышения; проблемы энергетики и охрана окружающей среды.

Электрическая емкость: электроемкость конденсатора; энергия элек­трического поля.

Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима. Мы не имели бы в изобилие дешевую электроэнергию и были бы лишены почти всех видов скоростного транспорта. Основные типы тепловых двигателей – это паровые турбины, двигателей внутреннего сгорания и реактивные двигатели. Все тепловые двигатели при работе выделяют большое количество теплоты и выбрасывают в атмосферу вредные для растений и животных химические соединения. Это ставит серьезные проблемы охраны окружающей среды.

Принцип действия тепловых машин рассмотрим на принципе работы карбюраторного двигателя: при движении поршня от верхнего положения до нижнего через впускной клапан происходит всасывание горючей смеси в цилиндр. Этот процесс происходит при постоянном давлении. При обратном ходе поршня начинается сжатие горючий смеси. Сжатие происходит быстро, поэтому процесс близок к адиабатному. В конце такта сжатие происходит воспламенение горючий смеси электрической искрой. Быстрое сгорание паров бензина сопровождает передачей рабочему телу количество теплоты, резким возрастанием температуры и давления воздухом и продуктов сгорания. За короткое время горение смеси поршень практически не изменяет своего положения в цилиндре, поэтому процесс нагревания газа в цилиндре можно считать почти изохорным. Под действием высокого давления поршень далее совершает рабочий ход от верхнего положения до нижнего этот процесс расширения рабочего тела близок адиабатному. В конце рабочего такта открывается выпускной клапан и рабочие тело соединяется с окружающей атмосферой. Выпуск обратных газов сопровождается передачей количества теплоты. Окружающему воздуху играющему роль охладителя.

Среди способов увеличения КПД (44%) тепловых двигателей один оказался особенно перспективным сущность его состояла в уменьшении потерь теплоты за счет перемещения места сжигания топлива и нагревания рабочего тела внутрь цилиндра.

Формула КПД:

Конденсатор — система двух проводников с равными по модулю и противоположными по знаку зарядами.

Электрическая емкость конденсатора — физическая величина, равная отношению заряда одного из проводников к разности потенциалов между этими проводниками:

Электроемкость конденсатора не зависит от внешнего электростатического ноля, не проникающего внутрь конденсатора. Работа, совершаемая при разделении положительных и отрицательных зарядов, сообщаемых пластинам конденсатора, равна энергии, приобретае­мой конденсатором. Положительная и отрицательная пластины площадью, расстояние между которыми d, притягиваются одна к другой, обладая определенной потенциальной энергией.

W= =

C= =const