90263

Изучения принципа действия тепловой машины

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Экспериментально убедиться в том что для работы циклической тепловой машины необходимы нагреватель рабочее тело и холодильник. была бы совершена механическая работа А = mgh е исходя из проделанного опыта ответьте на вопросы: Какое тело в этой машине совершало работу Как его можно назвать...

Русский

2015-06-01

938.25 KB

0 чел.

2

Ф – 9. ЛР « Изучения  принципа  действия  тепловой  машины»

Цель. Экспериментально  убедиться  в  том, что  для  работы  циклической  тепловой  машины  необходимы «нагреватель», «рабочее  тело» и  «холодильник».

Оборудование. Поршень – пробирка, холодная  и  горячая  вода  в  стаканах, термометр, указатель  смещения  поршня    (линейка), крепёжное  оборудование.

Ход  работы.

1. Инструктаж  по  технике  безопасности: осторожно при  работе  со  стеклянным  термометром, горячей  водой! Внимательно  ознакомьтесь   с  установкой и  последовательностью  действий,   и  только  после  этого  приступай  к  работе.

2. Действия, наблюдения, выводы:

а)  на  рисунке 1  даётся  общий  вид  установки. Термометр  с  поршнем ( в  пробирке!)  опущены  в холодную   воду;

б)  заметьте,  на  какой  высоте  находится  поршень ( по  делениям  линейки)  при  этой  температуре  воздуха  в  пробирке  под  поршнем;

в)  осторожно,  отпустив  муфту,  уберите  верхний  сосуд  из под    поршня  и  термометра  и  поднесите  на  тот  же  уровень  сосуд   с  горячей  водой. Наблюдайте  рост  показаний  термометра  и… подъём  поршня ( до  максимальных их  значений);  рис.2, рис. 3.

г)  чтобы  вернуть  машину  в  исходное  состояние, поменяйте  осторожно  стаканы  под  пробиркой  и  термометром.  Наблюдайте  опускание  поршня  и  понижение  температуры  примерно  до  исходных  состояний; рис. 4.

д)  итак,  вы  пронаблюдали  один  цикл  работы  тепловой  машины. Действительно, на  поршень  можно  было  бы  положить  хоть  и  микроскопический, но  всё  же грузик  массы m, который  был  бы  поднят  хоть  и  на  маленькую, но  всё ж  высоту  h, т.е. была бы совершена  механическая  работа А = mgh!

е)   исходя  из  проделанного  опыта,  ответьте  на  вопросы:

  1.  Какое  тело   в  этой  машине  совершало  работу? Как  его  можно  назвать?
  2.  От  какого  тела   оно  получало  энергию? Как  можно  назвать  тело, отдающее  энергию?
  3.  Какую  и  какому  телу  работающее  тело  отдавало  энергию?  Как  это  принимающее  тело  можно  назвать?
  4.  Почему  работающее  тело  вынуждено  фактически  «выбрасывать  часть  энергии  на  ветер»?  
  5.  Нарисуйте  общую  схему  тепловой  машины  и  укажите, как  надо  подсчитать  её  КПД.
  6.  Для  изученных  вами  в  учебнике физики  конкретных видов  тепловых  машин,  укажите  названные  вами  элементы  машины . Есть  ли  между  ними    сходства, различия, особенности  и  какие?
  7.  Дополнительные  вопросы:
  8.  1) может  ли  работающее  тело  в  некоторых  машинах  «общаться»  и  как  с  окружающей  средой?  С  какими  последствиями?
  9.  2) предложите  полезное  использование «выбрасываемой на  ветер» энергии « работающего  тела»?
  10.   3) может  ли  КПД  тепловой  машины  быть  равен 100%?  Что  для  этого  необходимо?

Замечания  для  учителя. (см. рис. 5)

 

1. Поршень  изготавливается  из  среза  картофеля, толщиной  примерно в  3 -  4 мм. Пробирка предварительно   смачивается  обильно  водой, потряхиванием  и  переворачиванием  при  зажатом  пальцем  отверстии. После  этого  промазывается  вазелином  по  всей  рабочей  части. Затем  пробирка  ставится  в  очень  горячую  воду. После  прогрева, она  горлышком  ставится    вертикально  на  срез  картофеля  и… продавливается  до  упора  в  подложку. Из  слоя  картофеля  вырезается  автоматически  поршень, слегка  утопленный  в  пробирку! Сразу  же  опускаем  пробирку  в  холодную  воду. Поршень  уйдёт  на  пару  см  вниз, что  мало!  Поэтому  помогаем  осторожно  ему, продавливая  вниз  до  нужного  уровня.  Машина  готова!

2. Друзья!  Эта  работа  – в  память  о  безвременно  ушедшем  моём  коллеге  Романчуке Н. , у  которого  лет  15  назад  я  видел   впервые  «эту  машину»    на  открытом  уроке!  Он  не  сообщил  мне, его  ли  это  идея  или  нет. Не  сообщил  и  как  подготовить  поршень  к  работе.  Так  что  советы  о  его  подготовке – это  мои  поиски  и  находки!

В  любом  случае, я  безмерно  благодарен  тому  Первопроходцу, который  додумался  так  просто  и  элегантно  продемонстрировать , зачем  машине  нужен  «холодильник»!

К  сожалению,   авторы  учебников   в  большинстве  своём  не  подчёркивают  «циклический»  характер  работы  наших  машин  именно  на  этом  этапе  изучения!  А  говорят  об  этом  уже  при  рассмотрении  цикла  Карно!

3. Конечно, для  фронтальной  ЛР  это  работа  упрощается, в  смысле  установки!

4. Работаю  по  последнему изданию  учебника  Кабардина  О.Ф.

Рад, если  Вам, уважаемые  коллеги,  эта  идея  понравится!

 Крым. Владимир Полуничев. Публиковал  на  сайте «Мультиурок»


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68812. Разработка технологического процесса механической обработки детали типа «Вал» 353.34 KB
  В пояснительной записке изложен анализ данной детали её материала обоснование метода получения заготовки и последовательность механической обработки характеристика металлообрабатывающего оборудования. На основании сформулированной темы работы можно определить задачи которые необходимо рассмотреть...
68813. Проект шиномонтажного отделения на 536 автомобилей ВАЗ 2109 485.5 KB
  Выбранные нормативные значения периодичности ТО и пробега автомобилей до КР приводят к конкретным условиям эксплуатации подвижного состава с помощью коэффициентов учитывающих категорию условий эксплуатации К1 модификацию подвижного состава и организацию его работы К2 природно-климатические условия...
68814. Расчет редуктора для привода конвейера 2.22 MB
  Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых и червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.
68816. Проект редуктора двухступенчатого с цилиндрическими колесами для привода конвейера 598.75 KB
  Редуктор состоит из корпуса в котором размещают элементы передачи зубчатые колеса валы подшипники и т. Как горизонтальные так и вертикальные редукторы могут иметь колеса с прямыми косыми и круговыми зубьями. Редуктор двухступенчатый выполненный по развернутой схеме с цилиндрическими колесами.
68818. Привод общего назначения 1016 KB
  Расчет зубчатой передачи и передачи винтгайка. Расчет ременной передачи. Литература Введение Редуктором называют механизм состоящий из зубчатых или червячных передач выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.
68819. ПРИВОД КОНВЕЙЕРА 551.5 KB
  Привод – устройство для приведения в действие двигателем различных рабочих машин. Энергия, необходимая для приведения в действие машины или механизма, может быть передана от вала двигателя непосредственно или с помощью дополнительных устройств (зубчатых, червячных, цепных, ременных и др. передач).