Конспект по физике для 8 класса «Реактивный двигатель. Холодильные машины». ВЫ УЗНАЕТЕ: Как устроены газовые турбины. Что собой представляет и как работает реактивный двигатель. На чём основан принцип работы холодильников. Каковы основные части холодильной установки.
Конспекты по физике Учебник физики Тесты по физике
Реактивный двигатель.
Холодильные машины
Реактивный двигатель и холодильные устройства — примеры тепловых двигателей, играющих существенную роль в современной жизни.
ГАЗОВАЯ ТУРБИНА
Газовая турбина сочетает в себе достоинства двигателя внутреннего сгорания и паровой турбины. Важное преимущество газовой турбины — это упрощённое преобразование внутренней энергии газа во вращательное движение вала, в турбине нет поршня, шатуна и коленчатого вала. Как и в любом двигателе внутреннего сгорания, в газовой турбине отсутствуют топка и котёл. Такие двигатели, имея большую мощность, нашли широкое применение в авиации.
При работе турбины ротор компрессора вращается и засасывает воздух через входное сопло. Воздух, проходя через ряд лопастей компрессора, сжимается, его давление и температура повышаются. Сжатый воздух поступает в камеры сгорания. Одновременно через форсунку в неё впрыскивается под большим давлением жидкое топливо (керосин, мазут).
При горении топлива воздух, служащий рабочим телом, нагревается до 1500—2200 °С. Воздух расширяется, и скорость его движения увеличивается.
Движущиеся с большой скоростью воздух и продукты горения направляются в газовую турбину. Переходя от ступени к ступени, они отдают свою кинетическую энергию лопаткам ротора турбины, при этом их температура уменьшается до 550 °С.
Часть полученной турбиной энергии расходуется на вращение компрессора, а остальная энергия используется, например, для вращения винта самолёта или ротора электрического генератора. Отработанный воздух вместе с продуктами сгорания при давлении, близком к атмосферному, со скоростью более 500 м/с выбрасывается через выходное сопло в атмосферу.
РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Газовая турбина может быть использована как реактивный двигатель. Воздух и продукты горения выбрасываются из газовой турбины с большой скоростью. Реактивная сила тяги, возникшая при этом, может быть использована для движения самолёта, судна, автомобиля. Реактивные двигатели, которые применяют в ракетах, не используют в своей работе воздух земной атмосферы.
В ракетах горючее сгорает в камерах сгорания и образовавшиеся газы оказывают сильное давление на стенки камеры. С одной стороны камеры имеется сопло, через которое продукты сгорания вырываются в окружающее пространство. При этом расширяющиеся газы оказывают давление на стенки камеры, как на поршень, толкая ракету вперёд.
Итак, в реактивном двигателе внутренняя энергия топлива непосредственно преобразуется в кинетическую энергию движущегося аппарата.
ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ
В природе процесс передачи энергии от холодного тела к горячему невозможен. Однако в быту мы нередко используем холодильник для охлаждения пищевых продуктов.
Его действие заключается в том, что от холодного тела, находящегося в морозильнике, отнимается некоторое количество теплоты и передаётся более нагретому телу. Этим телом является воздух в комнате, который в результате работы холодильника дополнительно нагревается. В этом легко убедиться, если поднести руку к радиатору, расположенному на задней стенке холодильника.
Для охлаждения в холодильнике используется вещество, которое легко испаряется, например фреон (кипит при -29,8 С).
Через вентиль жидкий фреон подаётся в испаритель и в нём быстро испаряется. Испарение сопровождается поглощением энергии от стенок испарителя, от воздуха, соприкасающегося с ним, и от продуктов, находящихся в морозильной камере.
Компрессор, приводимый в действие электродвигателем, откачивает газообразный фреон из испарителя и нагнетает его в конденсатор. В конденсаторе, обычно расположенном на задней стенке холодильника, фреон конденсируется и вновь поступает через вентиль в испаритель.
Итак, за счёт энергии, потребляемой от электрической сети, совершается процесс передачи тепла от холодильной камеры к более нагретым телам.
Искусственное охлаждение стало неотъемлемой частью современной жизни. Так, для охлаждения воздуха в помещении используются кондиционеры, а для длительного хранения продуктов — разнообразные холодильные установки.
Процесс испарения жидкости происходит и без подвода энергии извне. В этом случае испарение осуществляется за счёт уменьшения внутренней энергии соседних слоёв жидкости, что приводит к понижению её температуры. Особенно сильный эффект наблюдается при быстром испарении жидкости. Это явление и используется в работе холодильных машин.
Константин Эдуардович Циолковский (1857—1935). Русский учёный. В 1903 г. впервые предложил конструкцию космической ракеты с жидкостным реактивным двигателем.
Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Реактивный двигатель. Холодильные машины».
Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).