Задание, страница 110 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

Задание

Используя текст учебника и материалы сети Интернет, составьте таблицу «Виды тепловых машин». В таблице укажите:

1. название двигателя;

2. устройство;

3. принцип действия;

4. область применения.;

5. максимальное значение КПД.

В соответствии с заданием, ниже представлена информация о различных видах тепловых машин.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)

1. название двигателя;

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Ответ: Двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

2. устройство;

Основные компоненты: цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, клапаны (впускной и выпускной), свеча зажигания (в бензиновых двигателях) или форсунка (в дизельных двигателях).

Ответ: Основные компоненты: цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, клапаны (впускной и выпускной), свеча зажигания (в бензиновых двигателях) или форсунка (в дизельных двигателях).

3. принцип действия;

Работа основана на преобразовании тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива внутри двигателя, в механическую работу. Наиболее распространен четырехтактный цикл:
1. Впуск: в цилиндр поступает топливовоздушная смесь.
2. Сжатие: поршень сжимает смесь.
3. Рабочий ход: смесь воспламеняется, и образовавшиеся газы, расширяясь, толкают поршень.
4. Выпуск: поршень выталкивает отработанные газы из цилиндра.

Ответ: Работа основана на преобразовании тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива внутри двигателя, в механическую работу. Наиболее распространен четырехтактный цикл: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

4. область применения.;

Автомобильный транспорт, мотоциклы, железнодорожный транспорт (тепловозы), водный транспорт (суда, катера), малая авиация, сельскохозяйственная техника, электрогенераторы.

Ответ: Автомобильный транспорт, мотоциклы, железнодорожный транспорт (тепловозы), водный транспорт (суда, катера), малая авиация, сельскохозяйственная техника, электрогенераторы.

5. максимальное значение КПД.

Максимальный коэффициент полезного действия (КПД) зависит от типа двигателя. Для бензиновых двигателей $КПД \approx 35-40\%$. Для дизельных двигателей $КПД \approx 50-55\%$.

Ответ: Бензиновые двигатели: $КПД \approx 35-40\%$; дизельные двигатели: $КПД \approx 50-55\%$.

Паровая турбина

1. название двигателя;

Паровая турбина.

Ответ: Паровая турбина.

2. устройство;

Основные компоненты: ротор (вал с дисками, на которых закреплены рабочие лопатки) и статор (неподвижный корпус с сопловыми аппаратами, в которых расположены направляющие лопатки).

Ответ: Основные компоненты: ротор (вал с рабочими лопатками) и статор (корпус с направляющими лопатками/соплами).

3. принцип действия;

В котле вода нагревается и превращается в пар под высоким давлением и с высокой температурой. Этот пар направляется через сопла на лопатки турбины. Расширяясь, струи пара приводят ротор турбины во вращение. Таким образом, внутренняя энергия пара преобразуется в кинетическую энергию вращения ротора.

Ответ: Потенциальная и тепловая энергия пара высокого давления преобразуется в кинетическую энергию вращающегося ротора под действием струй пара, проходящих через систему лопаток.

4. область применения.;

Тепловые электростанции (ТЭС), атомные электростанции (АЭС) для привода электрических генераторов. Привод мощных насосов и компрессоров. Крупные морские суда (в прошлом и на некоторых современных атомоходах).

Ответ: Тепловые и атомные электростанции, морской транспорт.

5. максимальное значение КПД.

КПД современных паровых турбин может достигать $45\%$. В составе парогазовых установок комбинированного цикла общий КПД может превышать $60\%$.

Ответ: КПД паровой турбины до $45\%$, в составе парогазовых установок — до $60\%$.

Турбореактивный двигатель

1. название двигателя;

Турбореактивный двигатель (ТРД).

Ответ: Турбореактивный двигатель (ТРД).

2. устройство;

Основные части: воздухозаборник, компрессор (осевой или центробежный), камера сгорания, газовая турбина, реактивное сопло.

Ответ: Основные части: воздухозаборник, компрессор, камера сгорания, газовая турбина, реактивное сопло.

3. принцип действия;

Воздух поступает через воздухозаборник, сжимается компрессором и направляется в камеру сгорания. Там он смешивается с топливом, и смесь сгорает. Образовавшиеся горячие газы под высоким давлением вращают турбину, которая, в свою очередь, приводит в движение компрессор. После турбины газы с огромной скоростью истекают через реактивное сопло, создавая силу тяги в соответствии с третьим законом Ньютона (законом сохранения импульса).

Ответ: Создание реактивной тяги за счет высокоскоростного истечения продуктов сгорания. Двигатель засасывает и сжимает воздух, сжигает в нём топливо, и получившиеся газы вращают турбину (приводящую компрессор) и создают тягу, вырываясь из сопла.

4. область применения.;

Преимущественно военная и гражданская авиация (самолеты).

Ответ: Авиация.

5. максимальное значение КПД.

Эффективность реактивных двигателей чаще оценивают удельным импульсом. Условный термодинамический КПД современных ТРД на крейсерских режимах полета может достигать $40-50\%$.

Ответ: Условный КПД до $40-50\%$.