F 11 14_1.tdl_siltuma_masinas

Pirmais termodinamikas likums. Adiabātisks process.

Siltuma mašīnas. Dīzeļdzinējs.

P. Puķītis. Fizika 11. klasei: 31.-35. lpp.

1. termodinamikas likums• Ja gāzei pievada siltumu

Q, var mainīties gāzes iekšējā enerģija ΔU un gāze var veikt darbu A.

• Gāzes veiktā darba procesā daļa no pievadītā siltuma (Q = A) pārvēršas mehāniskajā enerģijā.

https://www.youtube.com/watch?v=XVDk2ZTH6z0

https://www.youtube.com/watch?v=XVDk2ZTH6z0

1. termodinamikas likumsJa gāzei, mainoties tilpumam, tās masas centra mehāniskā eneģija nemainās,gāzei pievadītais siltuma daudzums Q vienāds ar gāzes iekšējās enerģijas izmaiņas ΔU un gāzes veiktā darba A summu.

Q = ΔU + A

1. termodinamikas likumsQ = ΔU + A

•Izohoriskā procesā nemainās tilpums, tāpēc gāze darbu neveic (A=0) un pievadītais siltums palielina gāzes iekšējo enerģiju U:

Q = ΔU•Izotermiskā procesā nemainās temperatūra, nemainās arī iekšējā enerģija U:

Q = A(Viss pievadītais siltums tiek pārvērsts darbā)

Adiabātisks process• Izoparametriskos procesos notiek siltuma apmaiņa

starp apkārtējo vidi un gāzi.• Siltuma apmaiņa notiek noteiktā laika intervālā.• Ja gāze izplešas vai tiek saspiesta ļoti strauji, tad

starp gāzi un apkārtējo vidi nenotiek pietiekama siltuma apmaiņa process nav izoparametrisks.

http://giphy.com/gifs/japanese-balloon-pop-JFubsZ63m4Sdy



Adiabātisks process• Procesu, kurā, mainoties spiedienam p,

tilpumam V un temperatūrai T, starp gāzi un apkārtējo vidi nenotiek siltuma apmaiņa (Q = 0), sauc par adiabātisku procesu:– strauja gāzes izplūšana no riepas,– gubu mākoņu rašanās gaisā,– degmaisījuma sadegšana iekšdedzes

dzinējā.

https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Animations_of_engines#/media/File:Revers_Scavenging.gif




Siltuma mašīnas

• Siltuma mašīnas:– siltuma dzinēji,– dzesēšanas iekārtas,– siltuma sūkņi.

• Siltuma dzinējos vielas iekšējā enerģija tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā.

• Izmanto kurināmo, kuram sadegot veidojas darba viela – gāze, kas izplešoties veic darbu.

Siltuma mašīnas modelis

1.Virzulis atrodas stāvoklī 1, gāzes spiediens ir p1, tāpat kā apkārtējai videi. A=0.

http://www.docsity.com/en/news/education-2/thermodynamic-laws-processes-explained-gifs/



2.Gāzi silda, pievadot siltumu Q1. Enerģijas avotu sauc par sildītāju.




3.Saņemot siltumu Q1, gāzes spiediens pieaug līdz p3, tā veic darbu un virzulis pabīdās. Palielinās tilpums no V1 līdz V3.




3.Ja pieņem, ka process ir adiabātisks, viss saņemtais siltums tiek pārvērsts mehāniskajā enerģijā.




4.Lai siltuma mašīna varētu darboties cikliski, virzulim jānonāk sākuma stāvoklī. Tam izmanto daļu no iegūtās mehāniskās enerģijas.




4.Lai virzuli varētu atbīdīt atpakaļ ar mazāku enerģijas izlietojumu, gāze jādzesē, aizvadot siltumu Q2. Tam izmanto dzesētāju.




A = Q1 – Q2



Dīzeļdzinējs, benzīna dzinējs1. ieplūde (a). Atveras ieplūdes vārsts, un cilindrā

tiek iesūkts degmaisījums (benzīns + gaiss);

https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/siltums_un_darbs/siltuma_masina/



Dīzeļdzinējs, benzīna dzinējs2. kompresija (b). Abi vārsti ir ciet (ieplūdes un

izplūdes). Virzulim pārvietojoties uz augšu, degmaisījums tiek saspiests;




Dīzeļdzinējs, benzīna dzinējs3. uzliesmošana (c). Aizdedzes svecē rodas dzirkstele,

un degmaisījums aizdegas un izplešoties padara darbu, pārbīdot virzuli uz leju;




Dīzeļdzinējs, benzīna dzinējs4. izplūde (d). Atveras izplūdes vārsts, un sadegšanas

procesā radušās gāzes tiek izvadītas atmosfērā. Tad vārsts aizveras un dzinējs ir gatavs nākamajam ciklam.







Papildus informācijas avoti:• https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/siltums_un_darbs/1_tdl___adiabatisks_proces

s/

• http://www.ulbrokas-vsk.lv/diski/Physicon/Open%20Physics%202.5.%20Part%201/content/chapter3/section/paragraph11/theory.html

• Адиабатный процесс. Изопроцессы в термодинамике http://interneturok.ru/ru/school/physics/10-klass/undefined/adiabatnyy-protsess-izoprotsessy-v-termodinamike?seconds=0&chapter_id=850

• Первый закон термодинамики http://interneturok.ru/ru/school/physics/10-klass/undefined/pervyy-zakon-termodinamiki

• Принцип действия теплового двигателя http://interneturok.ru/ru/school/physics/10-klass/undefined/printsip-deystviya-teplovogo-dvigatelya

Videostundas krievu valodā:

https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/siltums_un_darbs/1_tdl___adiabatisks_process/

https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/siltums_un_darbs/1_tdl___adiabatisks_process/

JAUTĀJUMI?

Education

F 11 14_1.tdl_siltuma_masinas