Номер 3, страница 43 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Тепловые машины. Параграф 11. Тепловые двигатели - номер 3, страница 43.

Условие.

3. Из каких основных частей состоит любой тепловой двигатель?

Решение.

Любой тепловой двигатель — это устройство, которое циклически преобразует внутреннюю энергию топлива (или другого источника тепла) в механическую работу. Принцип действия всех тепловых двигателей основан на втором законе термодинамики. Для осуществления этого преобразования необходимы три обязательных компонента.

Нагреватель

Это система с высокой температурой $T_1$, которая является источником энергии для двигателя. Нагреватель передает рабочему телу количество теплоты $Q_1$. В двигателях внутреннего сгорания роль нагревателя выполняет сгорающее топливо, в паровых турбинах — паровой котел.

Рабочее тело

Это вещество (обычно газ или пар), которое совершает механическую работу при своем расширении. Рабочее тело получает тепло от нагревателя, расширяется, толкает поршень или вращает лопасти турбины, а затем сжимается, отдавая тепло холодильнику, чтобы вернуться в исходное состояние для следующего цикла. Примером может служить пар в паровой машине или смесь воздуха и продуктов сгорания в автомобильном двигателе.

Холодильник

Это система с более низкой температурой $T_2$, которой рабочее тело отдает количество теплоты $Q_2$, не превращенное в работу. Наличие холодильника необходимо для того, чтобы рабочий цикл мог замкнуться, и рабочее тело вернулось в первоначальное состояние. Без отвода тепла двигатель совершил бы работу только один раз и остановился. В большинстве случаев в роли холодильника выступает окружающая среда (атмосфера, вода из водоема).

Полезная работа, совершаемая двигателем за один цикл, определяется разностью полученной и отданной теплоты: $A = Q_1 - Q_2$.

Ответ: Любой тепловой двигатель состоит из трех основных частей: нагревателя, рабочего тела и холодильника.