熱機：一個循環，工作效率。 熱機的環境問題。 這是什麼 - 一個理想的熱機？

對於需要使用機械能的生產，導致熱機的出現。

熱機的單元

熱力發動機（熱機）， - 用於內能轉換成機械能的裝置。

任何熱機具有加熱器，工作流體（氣體或蒸氣），其執行通過加熱工作（導致在渦輪軸的旋轉，活塞移動時，等等）和一台冰箱。 下圖顯示了熱機的示意圖。

熱機的基本步驟

每個熱機運轉，由於發動機。 做他需要在發動機活塞或渦輪葉片的任一側上的工作是壓力差。 工作液溫度升高到度數百或數千使用環境溫度比較：這種差異在所有熱機如下實現。 在 燃氣渦輪機 和內燃機（ICE）是由於這樣的事實，燃料在發動機中燃燒的溫度升高。 冰箱可以充當氣氛或特殊用途的設備進行冷卻和冷凝廢蒸汽。

卡諾循環

週期（循環處理） - 一組的氣體條件變化，導致它被返回到初始狀態（可以執行工作）。 在1824年，法國物理學家薩迪卡諾表明，它是有利的熱機循環（卡諾循環），其包括兩個過程 - 等溫和絕熱。 下圖顯示了卡諾循環的曲線圖：1-2和3-4 - 等溫線，2-3和4-1 - 絕熱。

按照保護熱機的能源工作的法律，執行引擎是：

A _{=，Q 1} - Q _2，

₁其中Q -其從接收到的加熱器的熱量，和₂ Q -是委託到冰箱的熱量。
效率是執行引擎，其被從加熱器中獲得的熱量的熱量發動機操作A的比率：

η= A / Q =（Q ₁ - Q _2）/ Q ₁ = 1 - Q ₂ / Q _1。

在（1824），“火的動力和對能夠開發這種動力的機器的思考”中描述的卡諾熱機的名義下的“理想氣體，這是一個工作機構理想的熱機。” 由於熱力學可以計算效率（最大可能的）與具有一個溫度T ₁的熱力發動機加熱器_，以及具有溫度T ₂的冷藏庫的法律_。 卡諾熱機效率為：

η _最大 =（T ₁ - T的_2）/ T ₁ = 1 - T ₂ / T _1。

薩迪卡諾證明了期望的熱真機，這與溫度T ₁的加熱器和在溫度T ₂的冷凝器工作是不能夠有效率，這將超過熱力發動機（理想）的效率。

內燃機（ICE）

四衝程內燃機包括一個或多個氣缸，活塞，曲柄機構，進氣門和排氣門，火花。

操作週期包括四招：

1）抽吸 - 可燃混合物穿過閥進入氣缸;
2）壓縮 - 兩個閥關閉;
3）行程 - 可燃混合物的爆炸燃燒;
4）排氣 - 釋放廢氣到大氣中。

汽輪機

蒸汽渦輪機的能量轉換的發生是由於水蒸氣壓力在入口和出口處的差。
現代蒸汽渦輪機的功率達到1300兆瓦。

汽輪機1,200兆瓦的一些技術參數

• 蒸氣壓（新鮮） - 23.5兆帕。
• 蒸汽溫度 - 540℃。
• 蒸汽流動的渦輪機 - 3600米/小時。
• 轉子速度 - 3000轉/分。
• 3.6千帕 - 冷凝器中的蒸汽壓力。
• 渦輪長度 - 47.9米。
• 質量渦輪 - 1900米。

熱機由空氣壓縮機，燃燒器和燃氣輪機的。 OPERATION：絕熱空氣被吸入壓縮機，所以其溫度升高至200℃或更高。 接著， 壓縮空氣 進入燃燒室，其中高壓同時供給液體燃料-煤油photogen燃料油。 期間被加熱到1500-2000℃的溫度的空氣的燃料的燃燒，它膨脹並增加其速度。 空氣高速移動，並且燃燒產物被引導到渦輪機。 從舞台到舞台燃氣輪機葉片的過渡後給予其動能。 由渦輪機接收的能量的一部分，是在壓縮機的旋轉; 其餘部分上的發電機轉子，轉子飛機或船舶，車輛車輪被消耗。

燃氣渦輪機，可以使用除了旋轉平面和船舶的車輪或螺旋槳，作為一個噴氣發動機。 空氣和燃燒產物在從燃氣渦輪機的高速噴出，從而在此過程中發生噴射推力，可用於移動空氣（平面）和水（船）船舶，鐵路運輸。 例如，渦輪螺旋槳發動機具有平面AN-24，AN-124（“魯斯蘭”），RU-225（“夢”）。 因此，“夢”在700-850公里/小時的飛行速度是能夠載有250噸貨物超過幾乎15000公里的距離。 它是世界上最大的運輸機。

熱機的環境問題

對氣候影響很大是大氣條件下，二氧化碳和水蒸汽的特別的存在。 因此，在二氧化碳含量的變化導致溫室效應的增加或減少，其中二氧化碳吸收一些輻射到地球空間的熱量，在大氣中增加，因此表面的溫度和低層大氣延遲。 溫室效應現象起到減緩氣候變化至關重要的作用。 在缺席，地球的平均溫度不+15℃且30-40℃。

世界上現在有300多萬各類車輛，其創造出比所有空氣污染的一半以上。

超過1年到從燃料的燃燒的熱功率的氣氛被分配1.5億噸的硫氧化物，5000萬噸 的氮氧化物， 5000萬噸灰，2億噸一氧化碳，300萬噸FEONA。

的氣氛的組合物包括臭氧，其保護地球上所有生命免受紫外線傷害的破壞性影響。 1982年，約翰·曼，英國探險家，發現南極上空的臭氧層空洞 - 在大氣中的臭氧含量的暫時減少。 在臭氧洞7 1987年10月的峰值臭氧在它的量在2倍有所減少。 臭氧洞可能是由於人為的因素，包括在含氯氟利昂（CFC），它破壞臭氧層的工業用途。 然而，1990年的研究。 未證實了這一說法。 最有可能的，臭氧洞的出現是不是與人類活動有關，是一個自然的過程。 1992年，臭氧洞經北極發現。

如果在地球表面收集所有大氣臭氧層和在大氣壓力下和0℃的溫度下它加厚到空氣的密度，然後臭氧屏蔽厚度僅為2-3毫米！ 這就是全部屏蔽。

一點歷史...

• 1769年7月。 在巴黎默東園軍事工程師NZ Kyunyo為“火馬車”，它搭載了一台雙缸蒸汽機，幾根數十米。
• 1885年。 卡爾·本茨，德國工程師，內置0.66千瓦的第一四輪汽車的汽油動力Motorwagen，其中1886年1月29日獲得了專利。 機速度為15-18公里/小時。
• 1891. 戈特利布戴姆勒，德國發明家，製造電車驅動汽車的功率2.9千瓦（4馬力）。 的最大速度 的車輛成為10公里/小時，在不同型號的容量為2至5噸。
• 1899年 比利時K. Zhenattsi他的車，“Jamet含量的不同”（“永不滿足”）首次越過100公里的線路速度。

解題示例

問題1.加熱器理想熱力發動機的溫度是等於2000 K，和冰箱溫度- 100℃。 為了確定效率。

解決方案：
其確定熱機（最大）的效率的公式為：

n = t時₁ T ₂ / T _1。
N =（2000K - 373K）/ 2000 K = 0.81。

答：發動機效率- 81％。

問題2。 熱的熱機200千焦是通過燃料的燃燒而獲得，並傳送到冷卻器120千焦耳熱。 什麼是發動機的效率？

解決方案：
用於確定所述效率的公式為下面的形式：

N = Q1 - Q2 / Q1。
N =（2·10 ⁵焦耳- 1.2×10 ⁵ J），/ 2·10 ⁵ J = 0.4。

答：發動機的熱效率- 40％。

問題3，什麼是熱機的效率，當從加熱器接受的1.6 MJ的熱量後的工作流體進行操作400千焦？ 什麼是熱轉移到冰箱的金額？

解決方案：
效率可通過下式確定

N = A / Q _1。

N = 0,4·10 ⁶焦耳/ 1.6·10 ⁶ J = 0.25。

發送冰箱熱量可以由下式來確定

的Q ₁ - A = Q _2。
Q ₂ = 1.6·10 ⁶焦耳- 0.4·10 ⁶ J = 1.2·10 ⁶ J.
答：熱力發動機具有25％的效率; 熱量傳遞至冰箱- 1.2·10 ⁶ J.