Номер 2, страница 96 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

2. Приведите примеры известных вам тепловых двигателей. Что служит в этих двигателях нагревателем; холодильником? Что используется в качестве рабочего тела?

Решение

Тепловой двигатель — это устройство, которое преобразует тепловую энергию, получаемую при сгорании топлива, в механическую работу. Для работы любого теплового двигателя необходимо наличие трех основных элементов:

• Нагреватель — источник тепловой энергии.
• Рабочее тело — вещество (обычно газ или пар), которое расширяется при нагревании и совершает работу.
• Холодильник — объект, которому рабочее тело отдает часть теплоты, не превращенной в работу. Роль холодильника чаще всего выполняет окружающая среда.

Ниже приведены примеры распространенных тепловых двигателей и описание их ключевых компонентов.

Паровые турбины являются основой большинства современных тепловых (ТЭС) и атомных (АЭС) электростанций.

• Нагреватель: источником тепла служит паровой котел, в котором сжигается топливо (уголь, газ), или ядерный реактор, где тепло выделяется в результате цепной ядерной реакции.
• Рабочее тело: в качестве рабочего тела используется водяной пар. Вода в котле нагревается до кипения, и образовавшийся пар под высоким давлением и с высокой температурой направляется на лопатки турбины.
• Холодильник: эту роль выполняет конденсатор. В нем отработавший пар, совершив работу, охлаждается и конденсируется обратно в воду. Теплота отводится в окружающую среду, как правило, через систему охлаждения с использованием воды из водоема или при помощи градирен (охладительных башен).

Ответ: В паровой турбине нагревателем является паровой котел или ядерный реактор, рабочим телом — водяной пар, а холодильником — конденсатор, передающий тепло окружающей среде.

ДВС — наиболее распространенный тип двигателя, используемый в автомобилях, мотоциклах и другой подвижной технике.

• Нагреватель: нагревателем служит сама топливно-воздушная смесь (на основе бензина или дизельного топлива), которая поджигается и сгорает непосредственно внутри цилиндра двигателя.
• Рабочее тело: рабочим телом являются продукты сгорания — раскаленные газы. Расширяясь, они толкают поршень, который через кривошипно-шатунный механизм вращает коленчатый вал, совершая полезную работу.
• Холодильник: в качестве холодильника выступает окружающая среда. Избыточное тепло отводится от двигателя через систему охлаждения (радиатор) и с потоком горячих выхлопных газов, выбрасываемых в атмосферу.

Ответ: В двигателе внутреннего сгорания нагревателем является сгорающее топливо, рабочим телом — продукты сгорания (газы), а холодильником — окружающая среда.

Реактивные двигатели используются в современной авиации для создания силы тяги.

• Нагреватель: нагревателем является камера сгорания. В нее непрерывно подается сжатый компрессором воздух и топливо (авиационный керосин), которые при сгорании выделяют огромное количество тепла.
• Рабочее тело: рабочим телом, как и в ДВС, являются горячие газы — продукты сгорания топлива.
• Холодильник: холодильником является окружающая атмосфера. Раскаленные газы с огромной скоростью истекают из сопла двигателя, создавая реактивную тягу, и отдают свое тепло в окружающее пространство.

Ответ: В реактивном двигателе нагревателем служит камера сгорания, рабочим телом — продукты сгорания, а холодильником — окружающая атмосфера.