4. Тепловой двигатель и его кпд

Устройства, превращающие энергию топлива в механическую энергию, называются тепловыми двигателями.

Любой тепловой двигатель (паровые и газовые турбины, двигатели внутреннего сгорания) состоит из трех основных элементов:

1. рабочего тела (это газ), которое совершает работу в двигателе;

2. нагревателя, от которого рабочее тело получает энергию, часть которой затем идет на совершение работы;

3. холодильника, которым является атмосфера или специальные устройства .

Рабочее тело (газ) получает от нагревателя количество теплоты Q₁ ,нагревается, расширяется и совершает работу. Для того что бы вернуть газ в первоначальное состояние ,его охлаждают и сжимают , при этом газ отдает холодильнику количество теплоты Q₂ Отношение работы к энергии, которое получило рабочее тело от нагревателя, называют коэффициентом полезного действия (КПД). КПД показывает какая часть затраченной энергии израсходована полезно.

Для реального теплового двигателя КПД обычно не превышает 30-40 % , т.к. потери энергии в процессе его работы велики. Даже для идеального теплового двигателя КПД не будет равно 100%.

5. Второй закон термодинамики

Второй закон термодинамики - это дополнение к первому так как : Первый закон термодинамики – это закон сохранения энергии. Он не запрещает прохождение процессов, которые не противоречат закону сохранения энергии, но в природе не возможны.

Например: При падении тела происходит переход потенциальной энергии в кинетическую, а затем во внутреннюю. Обратный процесс без внешних воздействий не возможен.

Второй закон термодинамики звучит так:

В природе не существует таких процессов , при которых тепло передаётся от более холодного тела, к более нагретому

6. Электрический заряд. Электризация. Закон сохранения заряда.

Электрический заряд( q ) – это мера электромагнитного взаимодействия. Измеряется в Кл «кулонах» Элементарный заряд – это самый маленький заряд существующий в природе. Положительный элементарный заряд – это протон, а отрицательный – электрон

Величина элементарного заряда q₀ =1,6 * 10 ^-19 Кл. – Электризация – это процесс возникновения электрического заряда у тела.

Способы электризации: 1.трение. 2. соприкосновение 3.передача заряда от заряженного тела. 4.воздействия электрического поля. При электризации с одного тела на другое переходят электроны . q = q₀ *N , где N – это число электронов в избытке или недостатке. Если электроны в избытке, то заряд- отрицательный, а в недостатке – положительный.

Закон сохранения заряда записывается формулой:

q₁ + q₂ + …. = const

Алгебраическая сумма зарядов в замкнутой системе остаётся постоянной и не изменяется при любых процессах.(Любой закон сохранения выполняется только для замкнутой системы, т.е. при отсутствии взаимодействий с телами , не входящими в систему)

7. Взаимодействие зарядов. Сила Кулона.

Силы электростатического взаимодействия зависят от формы и размеров наэлектризованных тел, а также от характера распределения заряда на этих телах. В некоторых случаях можно пренебречь формой и размерами заряженных тел и считать, что каждый заряд сосредоточен в одной точке.

Точечный заряд – это заряд геометрическими размерами которого можно пренебречь и считать, что он сосредоточен в одной точке..

Взаимодействие двух точечных зарядов определяет закон Кулона.

F = k · (q₁ · q₂) / r²

где q₁, q₂ – модули зарядов, r – расстояния между зарядами,

k – коэффициент пропорциональности.

Для вакуума k = 9 * 10⁹ Н*м/Кл².

Формулировка:

Сила взаимодействия двух точечных заряженных тел прямо пропорциональная произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Сила, с которой взаимодействуют заряды в диэлектрике, меньше силы взаимодействия их на том же расстоянии в вакууме.

С илы взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел направлены вдоль прямой, соединяющей эти тела.

Кулоновская сила является центральной силой. Как показывает опыт, одноимённые заряженные тела отталкиваются, разноимённо заряженные тела притягиваются.