Номер 2, страница 264 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 6. Термодинамика. Параграф 32. Тепловые двигатели, холодильники и кондиционеры - номер 2, страница 264.

Условие.

2. Расскажите об основных элементах теплового двигателя.

Решение.

Решение

Тепловой двигатель — это устройство, которое преобразует тепловую энергию в механическую работу. Принцип работы любого теплового двигателя основан на циклическом процессе, и для его осуществления необходимы три основных элемента.

1. Нагреватель

Нагреватель — это термодинамическая система с высокой температурой $T_1$, которая служит источником энергии для двигателя. Он передает рабочему телу определенное количество теплоты $Q_1$. В двигателях внутреннего сгорания (ДВС) роль нагревателя выполняет горящая топливно-воздушная смесь, а в паровых турбинах — паровой котел.

2. Рабочее тело

Рабочее тело — это вещество, которое непосредственно совершает механическую работу. Обычно это газ или пар. Рабочее тело получает тепло от нагревателя, в результате чего его внутренняя энергия увеличивается, и оно расширяется. При расширении рабочее тело совершает работу $\text{A}$ (например, толкает поршень или вращает лопатки турбины). В ДВС рабочим телом являются продукты сгорания топлива.

3. Холодильник

Холодильник — это система с более низкой температурой $T_2$ ($T_2 < T_1$), которой рабочее тело отдает то количество теплоты $Q_2$, которое не было преобразовано в работу. Для того чтобы двигатель мог работать циклически, рабочее тело должно вернуться в свое первоначальное состояние. Это возможно только при его охлаждении и сжатии, что требует отвода тепла. В большинстве практических случаев роль холодильника выполняет окружающая среда (атмосферный воздух, вода в реке или озере).

Таким образом, работа теплового двигателя заключается в том, что рабочее тело в ходе циклического процесса получает энергию от нагревателя, часть ее превращает в механическую работу, а оставшуюся, неиспользованную часть энергии, передает холодильнику.

Ответ:

Основными элементами теплового двигателя являются: нагреватель (источник тепла с высокой температурой), рабочее тело (газ или пар, совершающий работу) и холодильник (объект с низкой температурой, которому передается неиспользованная теплота).