Номер 1, страница 97 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

1. Что такое тепловой двигатель? Какие виды двигателей вам известны?

1. Что такое тепловой двигатель? Какие виды двигателей вам известны?

Тепловой двигатель — это устройство, которое преобразует внутреннюю энергию топлива (тепловую энергию) в механическую работу. Работа теплового двигателя основана на втором законе термодинамики и происходит циклически. В ходе цикла двигатель получает количество теплоты $Q_1$ от высокотемпературного источника (нагревателя) с температурой $T_1$, совершает полезную механическую работу $A$, и передает оставшееся количество теплоты $Q_2$ низкотемпературному источнику (холодильнику) с температурой $T_2$.

Ключевые компоненты любого теплового двигателя:

- Нагреватель: источник тепла (например, камера сгорания топлива).

- Рабочее тело: газ или пар, который расширяется и сжимается, совершая работу.

- Холодильник: объект или среда (часто атмосфера), которой передается неиспользованная теплота.

Коэффициент полезного действия (КПД), $\eta$, показывает, какая доля подведенной теплоты преобразуется в работу: $\eta = \frac{A}{Q_1} = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} = 1 - \frac{Q_2}{Q_1}$. Максимально возможный КПД для идеального теплового двигателя (работающего по циклу Карно) ограничен температурами нагревателя и холодильника: $\eta_{max} = 1 - \frac{T_2}{T_1}$.

Известные виды двигателей можно классифицировать по источнику энергии и принципу действия:

1. Тепловые двигатели:

а) Двигатели внутреннего сгорания (ДВС): топливо сгорает непосредственно внутри рабочей камеры.

- Поршневые ДВС (бензиновые, дизельные).

- Газотурбинные двигатели.

- Реактивные двигатели (турбореактивные, прямоточные, ракетные).

- Роторно-поршневые двигатели (например, двигатель Ванкеля).

б) Двигатели внешнего сгорания: источник тепла находится снаружи, и тепло передается рабочему телу через стенку.

- Паровая машина.

- Паровая турбина.

- Двигатель Стирлинга.

2. Электрические двигатели:

Преобразуют электрическую энергию в механическую.

- Двигатели постоянного тока.

- Двигатели переменного тока (синхронные и асинхронные).

3. Гидравлические и пневматические двигатели:

Используют энергию потока жидкости (гидродвигатели) или сжатого газа (пневмодвигатели).

4. Другие типы:

- Ионные и плазменные двигатели (используются в космонавтике для создания тяги путем ускорения ионов).

Ответ: Тепловой двигатель — это машина, которая циклически преобразует тепловую энергию в механическую работу, получая тепло от нагревателя и отдавая его часть холодильнику. Коэффициент полезного действия таких двигателей всегда меньше 100%. К тепловым двигателям относятся двигатели внутреннего сгорания (например, автомобильные), двигатели внешнего сгорания (паровые турбины на ТЭЦ) и реактивные двигатели. Помимо тепловых, существуют и другие виды двигателей: электрические (преобразующие электроэнергию в механическую), гидравлические и пневматические (работающие за счет энергии жидкости или газа), а также ионные двигатели для космических аппаратов.