Номер 1, страница 81 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 21. Паровая турбина. Вспомните - номер 1, страница 81.

Условие.

Что такое тепловой двигатель?

Решение.

Тепловой двигатель — это устройство, предназначенное для преобразования тепловой энергии, получаемой от источника тепла (например, при сгорании топлива), в механическую работу. Работа таких двигателей основана на термодинамических циклах, в ходе которых рабочее тело (газ или пар) периодически возвращается в свое начальное состояние.

Принцип действия любого теплового двигателя заключается в следующем: рабочее тело получает определенное количество теплоты ($Q_H$) от источника с высокой температурой (нагревателя, $T_H$). Нагреваясь, рабочее тело расширяется и совершает механическую работу ($\text{A}$). Для того чтобы цикл мог повториться, рабочее тело должно вернуться в исходное состояние. Это достигается путем передачи части теплоты ($Q_C$), которая не была преобразована в работу, источнику с низкой температурой (холодильнику, $T_C$).

Таким образом, для работы тепловой машины необходимы три основных элемента:

1. Нагреватель – источник энергии, поддерживающий высокую температуру.
2. Рабочее тело – газ или пар, который совершает работу за счет своего расширения.
3. Холодильник – окружающая среда или специальное устройство, которое отводит избыточное тепло.

К тепловым двигателям относятся двигатели внутреннего сгорания (ДВС), паровые машины, газовые и паровые турбины, реактивные двигатели.

Эффективность теплового двигателя характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД), который показывает, какая доля полученной от нагревателя теплоты преобразуется в полезную работу. КПД определяется как отношение совершенной работы к количеству теплоты, полученной от нагревателя: $\eta = \frac{A}{Q_H}$. Согласно второму закону термодинамики, КПД любого теплового двигателя всегда меньше 1 (или 100%). Максимально возможный КПД для идеального теплового двигателя (работающего по циклу Карно) зависит только от температур нагревателя ($T_H$) и холодильника ($T_C$): $\eta_{max} = \frac{T_H - T_C}{T_H} = 1 - \frac{T_C}{T_H}$.

Ответ: Тепловой двигатель — это устройство, которое циклически преобразует тепловую энергию в механическую работу за счет расширения нагретого рабочего тела (газа или пара), при этом часть теплоты обязательно передается более холодному телу (холодильнику).