28) Роль тепловых двигателей в развитии теплоэнергетики и транспорта. Тепловые двигатели и охрана природы

Тепловые двигатели необходимы для получения электро­энергии, для приведения в движение большинство транспортных машин.

Применение: мощных паровых турбин на электростанциях для вращения роторов генераторов,устанавливают на атомных электростан­циях, на современном транспорте В автомобилях- поршневые двигатели внутреннего сгорания, в авиации — газовые турбины, на космических раке­тах — реактивные двигатели.

Тепловые двигатели оказывают некоторые вредные воздействия:

1)Большая часть энергии топлива рассеивается в окружающем пространстве.2)тепловые электростанции и автомобили выбрасывают вредные для растений, животных и человека продукты сгорания топлива;3)увеличение в атмосфере углекислого газа увеличивает"парниковый эффект" Земли;Для охраны окружающей среды необходимо обеспечить:1)повышение КПД тепловых двигателей за счет уменьше­ния потерь на трение и полного сгорания топлива и др.;2)эффективную очистку выбрасываемых в атмосферу отра­ботанных газов;3)использование качественного топлива, создание условий для более полного его сгорания.Перспективно использование водорода в качестве горючего для тепловых двигателей: при сгорании водорода образуется вода. Идут интенсивные исследования по созданию электромобилей, способных заменить автомобили с бензиновым двигателем.

29) Испарение и конденсация

Переход вещества в газообразное состояние наз.-па­рообразованием.

Совокупность молекул, вылетевших из вещества, наз.- паром. Процесс парооб­разования связан с увеличением внутренней энергии вещества.Парообразование происходящее прямо из твердого со­стояния—сублимация.Испарение—это парообразование, происходящее при любой T. Закономерности:1) при одинаковых условиях различные вещества испаряют­ся с различной скоростью.

скорость испорения больше:2) чем больше площадь свободной поверхности жидкости;3) чем меньше плотность паров над поверхностью жидко­сти. Скорость увеличивается при ветер;4) чем больше температура жидкости;5) при испарении температура тела понижается;6) испарение происходит до тех пор, пока все вещество не испарится.Скорость испарения-число молекул переходящих в пар с поверхности в-ва за 1с.Механизм испарения можно объяснить с точки зрения МКТ: молекулы, находящиеся на поверхности, удерживаются силами притяжения со стороны других молекул вещества. Моле­кула может вылететь за пределы жидкости лишь тогда, когда ее W_KEN>A_ВЫХ. Поэтому покинуть вещество могут только быстрые молекулы. В результате средняя W_KEN оставшихся молекул уменьшается, а температура жидко­сти понижается.Количество теплоты Q, необходимое для превращение жид­кости в пар при постоянной температуре, наз.- теплотой парообразования.

Экспериментально установлено, что Q=г*т,где т—масса испарившейся жидкости, г — удельная теплота парообразования. r— величина, численно равная количеству теплоты, необходимому для превращения в пар жидкости единичной массы при неизменной температуре.г зависит от рода жидкости и внешних условий. При уве­личении T r уменьшается. Это объясняется тем, что все жидкости при нагревании расширяются.Расстояния между молекула­ми при этом увеличиваются и силы молекулярного взаимо­действия уменьшаются. Кро­ме того, чем больше T,тем больше средняя W_KEN движе­ния молекул и тем меньше энергии им нужно добавить, чтобы они могли вылететь за пределы поверхности жид­кости.Молекулы пара хаотически движутся. Поэтому какая-то часть движется в сторону жидкости и, достигнув поверхности, втягивается в нее силами притяжения со стороны молекул по­верхности и снова становится молекулами жидкости. Число конденсирующихся за определенный промежуток времени молекул тем больше, чем больше концентрация молекул пара, а следовательно, чем больше давление пара над жидкостью. Конденсация пара сопровождается нагреванием жидкости. При конденсации выделяется такое же количество теплоты, ко­торое было затрачено при испарении.