Цикл карно кратко и понятно презентация

Обновлено: 06.07.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

8 класс. КПД тепловых двигателей.
Составила учитель физики МБОУ СОШ №28
Борисова Анастасия Евгеньевна

Цели урока:
1. Научить применять теоретические знания, полученные на уроке к решению задач.
2. Определять коэффициент полезного действия теплового двигателя.
3. Научить анализировать и сравнивать значение КПД тепловых двигателей.

На рисунке изображена схема преобразования внутренней энергии топлива в механическую работу

Полезная механическая работа А, которая свершается тепловыми двигателями всегда меньше работы, которую совершает рабочее вещество при расширении.
В идеальном случае Аn- (полезная механическая работа теплового двигателя равна разности количества теплоты, полученного рабочим веществом от нагревателя, и количества теплоты, отданного холодильнику:
Аn=Qн-Qх (1.)

Для поршневых двигателей 𝑸н- количество теплоты, полученное рабочим веществом за цикл работы двигателя, А- совершенная двигателем за то же время полезная работа.
В турбинах рабочее вещество непрерывно получает теплоту, и турбина непрерывно совершает полезную работу поэтому КПД турбины можно рассчитать по формуле:
η= 𝑵 𝑵𝒕 (3)
Где N-полезная мощность;
𝑁𝑡 – тепловая мощность

Так же существует очень нужная формула. Формула Карно:
ηmax= 𝑻н−𝑻𝒙 𝑻н (4)
Где 𝑇н- температура нагревателя
𝑇𝑥- температура холодильника по шкале Кельвин

Применим наши теоретические знания на практике!
Решение задач!

Задача №1. Определите КПД двигателя автомобиля, которому для выполнения работы 110,4 МДж потребовалось 8 кг бензина.
(Будь внимателен (а) не забываем о правильном оформлении задачи)

Задача№2. Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу, равную 2,3 • 104 кДж, и при этом израсходовал бензин массой 2 кг. Вычислите КПД этого двигателя.

Задача №3. Пользуясь формулой Карно, определите максимально возможный КПД газовой турбины, если температура подаваемых к ней газов t1 = 1800 'С, а температура газов на выходе из турбины t2 = 800 'С.

Сначала нам необходимо из градусов Цельсия перевести в Кельвины.
t1=1800C =2073 K (температура нагревателя)
t2=800C=1073 К Используя формулу для цикла Карно ηmax=(𝑻н−𝑻𝒙)/𝑻н
Получаем:
ηmax=2073-1073/2073=0,48
Не забываем умножать на 100%
При умножении мы получаем с вами 48%.

Подведение итогов!
Сегодня на уроке мы узнали:
В идеальном случае Аn- полезная механическая работа теплового двигателя равна разности количества теплоты, полученного рабочим веществом от нагревателя, и количества теплоты, отданного холодильнику: Аn=Qн-Qх
2. Отношение совершенной двигателем полезной работы Аn к полученному от нагревателя рабочим веществом количеству теплоты Qн называют Коэффициентом полезного действия (КПД) двигателя.
η=А𝒏/𝑸н=(𝑸н−𝑸х)/𝑸н

3. В турбинах рабочее вещество непрерывно получает теплоту, и турбина непрерывно совершает полезную работу поэтому КПД турбины можно рассчитать по формуле:
η=𝑵/(𝑵𝒕 )
4. существует очень нужная формула. Формула Карно:
ηmax=(𝑻н−𝑻𝒙)/𝑻н

Домашнее задание: ξ29
стр. 143 упр.1,2,3; конспект.

Спасибо за внимание, до новых встреч!

Краткое описание документа:

В 1824 году французский физик и военный инженер Никола Леонард Сади Карно (1796 - 1832) опубликовал свою работу "Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу", в которой им были сформулированы основные положения теории тепловых машин и впервые предложено второе начало термодинамики. Но только в 1834 году, после придания Клапейроном этой теории доступной математической формы, идеи Карно получили широкое распространение для обоснования второго начала термодинамики.

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

Курс добавлен 31.01.2022
Сейчас обучается 29 человек из 18 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Дистанционные курсы для педагогов

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 611 819 материалов в базе

Материал подходит для УМК

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

26.12.2021 104
PPTX 1.7 мбайт
3 скачивания
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Борисова Анастасия Евгеньевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Минтруд предложил упростить направление маткапитала на образование

Время чтения: 1 минута

Новые курсы: преподавание блогинга и архитектуры, подготовка аспирантов и другие

Время чтения: 16 минут

Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России

Время чтения: 1 минута

Рособрнадзор предложил дать возможность детям из ДНР и ЛНР поступать в вузы без сдачи ЕГЭ

Время чтения: 1 минута

В Россию приехали 10 тысяч детей из Луганской и Донецкой Народных республик

Время чтения: 2 минуты

ГИА для школьников, находящихся за рубежом, может стать дистанционным

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Краткая биография Сади Карно, цикл Карно, тепловая машина Карно, КПД идеальной тепловой машины, 1 и 2 теоремы Карно.

Вложение	Размер
prezentatsiya_na_temu_tsikl_karno_maslova_t.ppsx	376.09 КБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Презентация по физике на тему: “ Цикл Карно ” Ученика 10 класса ГБОУ СОШ № 1465 Маслова Тимофея

Французский физик и математик Сади Карно (1796 – 1832)

Цикл Карно В термодинамике цикл Карно́ или процесс Карно — это обратимый круговой процесс, состоящий из двух адиабатических и двух изотермических процессов . В процессе Карно термодинамическая система выполняет механическую работу и обменивается теплотой с двумя тепловыми резервуарами, имеющими постоянные, но различающиеся температуры. Резервуар с более высокой температурой называется нагревателем, а с более низкой температурой — холодильником. Поскольку обратимые процессы могут осуществляться лишь с бесконечно малой скоростью, мощность тепловой машины в цикле Карно равна нулю. Мощность реальных тепловых машин не может быть равна нулю, поэтому реальные процессы могут приближаться к идеальному обратимому процессу Карно только с большей или меньшей степенью точности. В цикле Карно тепловая машина преобразует теплоту в работу с максимально возможным коэффициентом полезного действия из всех тепловых машин, у которых максимальная и минимальная температуры в рабочем цикле совпадают соответственно с температурами нагревателя и холодильника в цикле Карно.

Пусть тепловая машина состоит из нагревателя с температурой , холодильника с температурой и рабочего тела. Цикл Карно состоит из четырёх обратимых стадий, две из которых осуществляются при постоянной температуре (изотермически), а две — при постоянной энтропии ( адиабатически ). Поэтому цикл Карно удобно представить в координатах T (температура) и S (энтропия). 1. Изотермическое расширение (на рис. 1 — процесс A→Б). В начале процесса рабочее тело имеет температуру , то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты . При этом объём рабочего тела увеличивается, оно совершает механическую работу, а его энтропия возрастает. 2. Адиабатическое расширение (на рис. 1 — процесс Б→В). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом температура тела уменьшается до температуры холодильника , тело совершает механическую работу, а энтропия остаётся постоянной.

3. Изотермическое сжатие (на рис. 1 — процесс В→Г). Рабочее тело, имеющее температуру , приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься под действием внешней силы, отдавая холодильнику количество теплоты . Над телом совершается работа, его энтропия уменьшается. 4. Адиабатическое сжатие (на рис. 1 — процесс Г→А). Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается под действием внешней силы без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя, над телом совершается работа, его энтропия остаётся постоянной.

КПД тепловой машины Карно Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя при изотермическом расширении, равно Аналогично , при изотермическом сжатии рабочее тело отдаёт холодильнику количество теплоты Отсюда коэффициент полезного действия тепловой машины Карно равен

Первая и вторая теоремы Карно Из последнего выражения следует, что КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно, зависит только от температур нагревателя и холодильника, но не зависит ни от устройства машины, ни от вида или свойств её рабочего тела. Этот результат составляет содержание первой теоремы Карно . Кроме того, из него следует, что КПД может составлять 100 % только в том случае, если температура холодильника равна абсолютному нулю. Это невозможно, но не из-за недостижимости абсолютного нуля (этот вопрос решается только третьим началом термодинамики, учитывать которое здесь нет необходимости), а из-за того, что такой цикл или нельзя замкнуть, или он вырождается в совокупность двух совпадающих адиабат и изотерм. Поэтому максимальный КПД любой тепловой машины не может превосходить КПД тепловой машины Карно, работающей при тех же температурах нагревателя и холодильника. Это утверждение называется второй теоремой Карно. Оно даёт верхний предел КПД любой тепловой машины и позволяет оценить отклонение реального КПД от максимального, то есть потери энергии вследствие неидеальности тепловых процессов.

Для того чтобы цикл был обратимым, в нём должна быть исключена передача теплоты при наличии разности температур, иначе нарушается условие адиабатичности процесса. Поэтому передача теплоты должна осуществляться либо в изотермическом процессе (как в цикле Карно), либо в эквидистантном процессе (обобщённый цикл Карно или, для примера, его частный случай цикл Брайтона). Для того чтобы менять температуру рабочего тела от температуры нагревателя до температуры холодильника и обратно, необходимо использовать либо адиабатические процессы (они идут без теплообмена и, значит, не влияют на энтропию), либо циклы с регенерацией тепла, при которых нет передачи тепла при разности температур. Мы приходим к выводу, что любой обратимый цикл может быть сведён к циклу Карно.

Презентация на тему: " Цикл Карно Выполнил: Киселев Э.. Тепловые двигатели Тепловые двигатели – необходимый атрибут современной цивилизации. С их помощью вырабатывается около." — Транскрипт:

1 Цикл Карно Выполнил: Киселев Э.

2 Тепловые двигатели Тепловые двигатели – необходимый атрибут современной цивилизации. С их помощью вырабатывается около 80% электроэнергии. Без тепловых двигателей невозможно представить современный транспорт. В то же время повсеместное использование тепловых двигателей связано с отрицательным воздействием на окружающую среду. Тепловые двигатели – необходимый атрибут современной цивилизации. С их помощью вырабатывается около 80% электроэнергии. Без тепловых двигателей невозможно представить современный транспорт. В то же время повсеместное использование тепловых двигателей связано с отрицательным воздействием на окружающую среду.

3 Замкнутый цикл Для непрерывного совершения механической работы термодинамический цикл теплового двигателя должен быть замкнутым. Замкнутый процесс (цикл) – совокупность термодинамических процессов, в результате которых система возвращается в исходное состояние.

4 КПД замкнутого цикла Замкнутые (круговые) процессы используются при работе всех тепловых машин: двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, холодильных машин. Для оценки эффективности преобразования внутренней энергии газа в механическую работу, совершаемую за цикл, вводится КПД. КПД – отношение работы, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты, полученному от нагревателя: η=A/Q 1

5 КПД В циклическом тепловом двигателе нельзя преобразовать в механическую работу все количество теплоты Q 1, получаемое от нагревателя. Некоторое количество теплоты IQ 2 I отдается холодильнику, поэтому работа, совершаемая двигателем за цикл, не может быть больше A= Q 1 - IQ 2 I.

6 Учитывая полученное равенство, выражение для КПД можно записать в виде η=(Q 1 - IQ 2 I)/Q 1

7 Цикл Карно Французский инженер Сади Карно, выясняя, при каком замкнутом процессе тепловой двигатель будет иметь максимальный КПД, предложил использовать цикл, состоящий из двух изотермических и двух адиабатных процессов. Выбор именно этих процессов обусловлен тем, что работа газа при изотермическом расширении совершается за счет внутренней энергии нагревателя, а при адиабатном процессе за счет внутренней энергии расширяющегося газа. В этом цикле исключен контакт тел с разной температурой, а значит, исключена теплопередача без совершения работы.

9 I стадия В процессе изотермического расширения (1-2) при температуре Т1 работа совершается за счет изменения внутренней энергии нагревателя, т. е. за счет подведения к газу количества теплоты Q1: A12= Q1

10 II стадия Охлаждение газа (перед сжатием 3-4) происходит при адиабатном расширении 2-3. Все изменение внутренней энергии ΔU23 при таком процессе (Q=0) преобразуется в механическую работу: A23=–ΔU23

11 III стадия Температура газа в результате адиабатного расширения 2-3 понижается до температуры холодильника Т 2

12 IV стадия Цикл завершается процессом адиабатного сжатия 4-1 (Q=0), при котором газ нагревается до температуры T 1.

14 Можно найти максимальное значение КПД тепловых двигателей, соответствующее циклу Карно: ηmax=(T1-T2)/T1

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Цикл Карно. (10 класс). Презентация на заданную тему содержит 9 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Цикл Карно В термодинамике цикл Карно́ или процесс Карно — это обратимый круговой процесс, состоящий из двух адиабатических и двух изотермических процессов. В процессе Карно термодинамическая система выполняет механическую работу и обменивается теплотой с двумя тепловыми резервуарами, имеющими постоянные, но различающиеся температуры. Резервуар с более высокой температурой называется нагревателем, а с более низкой температурой — холодильником. Поскольку обратимые процессы могут осуществляться лишь с бесконечно малой скоростью, мощность тепловой машины в цикле Карно равна нулю. Мощность реальных тепловых машин не может быть равна нулю, поэтому реальные процессы могут приближаться к идеальному обратимому процессу Карно только с большей или меньшей степенью точности. В цикле Карно тепловая машина преобразует теплоту в работу с максимально возможным коэффициентом полезного действия из всех тепловых машин, у которых максимальная и минимальная температуры в рабочем цикле совпадают соответственно с температурами нагревателя и холодильника в цикле Карно.

Пусть тепловая машина состоит из нагревателя с температурой , холодильника с температурой и рабочего тела. Цикл Карно состоит из четырёх обратимых стадий, две из которых осуществляются при постоянной температуре (изотермически), а две — при постоянной энтропии (адиабатически). Поэтому цикл Карно удобно представить в координатах T (температура) и S (энтропия). 1. Изотермическое расширение (на рис. 1 — процесс A→Б). В начале процесса рабочее тело имеет температуру , то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты . При этом объём рабочего тела увеличивается, оно совершает механическую работу, а его энтропия возрастает. 2. Адиабатическое расширение (на рис. 1 — процесс Б→В). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом температура тела уменьшается до температуры холодильника , тело совершает механическую работу, а энтропия остаётся постоянной.

КПД тепловой машины Карно Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя при изотермическом расширении, равно Аналогично, при изотермическом сжатии рабочее тело отдаёт холодильнику количество теплоты Отсюда коэффициент полезного действия тепловой машины Карно равен

Первая и вторая теоремы Карно Из последнего выражения следует, что КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно, зависит только от температур нагревателя и холодильника, но не зависит ни от устройства машины, ни от вида или свойств её рабочего тела. Этот результат составляет содержание первой теоремы Карно. Кроме того, из него следует, что КПД может составлять 100 % только в том случае, если температура холодильника равна абсолютному нулю. Это невозможно, но не из-за недостижимости абсолютного нуля (этот вопрос решается только третьим началом термодинамики, учитывать которое здесь нет необходимости), а из-за того, что такой цикл или нельзя замкнуть, или он вырождается в совокупность двух совпадающих адиабат и изотерм. Поэтому максимальный КПД любой тепловой машины не может превосходить КПД тепловой машины Карно, работающей при тех же температурах нагревателя и холодильника. Это утверждение называется второй теоремой Карно. Оно даёт верхний предел КПД любой тепловой машины и позволяет оценить отклонение реального КПД от максимального, то есть потери энергии вследствие неидеальности тепловых процессов.

Читайте также: