19.Принцип действия тепловой машины. Кпд теплового двигателя.
Тепловые двигатели - это устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую. Принципы действия тепловых двигателей. Для того чтобы двигатель совершал работу, необходима разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Во всех тепловых двигателях эта разность давлений достигается за счет повышения температуры рабочего тела (газа) на сотни или тысячи градусов по сравнению с температурой окружающей среды. Такое повышение температуры происходит при сгорании топлива. Одна из основных частей двигателя - сосуд, наполненный газом, с подвижным поршнем. Рабочим телом у всех тепловых двигателей является газ, который совершает работу при расширении. Обозначим начальную температуру рабочего тела (газа) через T1. Эту температуру в паровых турбинах или машинах приобретает пар в паровом котле. В двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах повышение температуры происходит при сгорании топлива внутри самого двигателя. Температуру T1 температурой нагревателя.' Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя.Невозможность полного превращения внутренней энергии газа в работу тепловых двигателей обусловлена необратимостью процессов в природе. Если бы тепло могло самопроизвольно возвращаться от холодильника к нагревателю, то внутренняя энергия могла бы быть полностью превращена в полезную работу с помощью любого теплового двигателя. Согласно закону сохранения энергии работа, совершаемая двигателем, равна:
где Q1 - количество теплоты, полученное от нагревателя, а Q2 - количество теплоты, отданное холодильнику. Коэффициентом полезного действия (КПД) теплового двигателя называют отношение работы A´, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученной от нагревателя:
Так как у всех двигателей некоторое количество теплоты передается холодильнику, то η<1. КПД теплового двигателя пропорционален разности температур нагревателя и холодильника. При T1-T2=0 двигатель не может работать.
20. Кристаллическое состояние вещества. Дальний порядок. Полиморфизм. Монокристаллы и поликристаллы. Типы связей в твердых телах.
Кристаллизация (затвердевание) — фазовый переход вещества из жидкого состояния в кристаллическое (твердое).Кристаллизация происходит в результате охлаждения жидкости при определенной температуре.При кристаллизации жидкости происходит резкий скачкообразный переход от неупорядоченного расположения частиц (в жидкости) к упорядоченному (в твердом теле).При кристаллизации жидкости массой т выделяется количество теплоты
По
структуре относительного расположения
частиц твердые тела делят на три вида:
кристаллические, аморфные и композиты.В
кристаллическом состоянии существует
периодичность в расположении атомов
(дальний порядок). Кристаллическая
решетка — пространственная структура
с регулярным, периодически повторяющимся
расположением частиц.
Узел кристаллической решетки — положение равновесия, относительно которого происходят тепловые колебания частиц.
Полиморфизм — существование различных кристаллических структур у одного и того же вещества. Кристаллическое тело может быть монокристаллом или поликристаллом.
Монокристалл — твердое тело, частицы которого образуют единую кристаллическую решетку. Анизотропия — зависимость физических свойств от направления. Монокристаллы — анизотропны. Поликристалл — твердое тело, состоящее из беспорядочно ориентированных монокристаллов. Изотропия — независимость физических свойств тела от направления. Поликристаллы — изотропны. Деформация — изменение формы и размера твердого тела под действием внешних сил.
Различают два вида деформаций — упругую и пластическую.
Упругая деформация — деформация, исчезающая после прекращения действия внешней силы. Пластическая деформация — деформация, сохраняющаяся после прекращения действия внешних сил. Напряжение — физическая величина, равная отношению силы упругости к площади поперечного сечения тела.