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

25938. Конструкция и принцип действия элегазовых выключателей. Достоинства и недостатки. Условия выбора. Сравнение с другими высоковольтными выключателями 23 KB
  В элегазовых выключателях гашение дуги происходит так же как и в воздушных выключателях при интенсивнои охлаждении дуги потоком газа. В элегазовых дугогасительных устройствах в отличие о воздушных при гашении дуги истечение газа через сопло происходит не в атмосферу а в замкнутый объем камеры заполненный элегазом при небольшом избыточном давлении. По способу гашения дуги в элегазе различают следующие ДУ: с системой продольного дутья в которую предварительно сжатый воздух поступает из резервуара с относительно высоким давлением элегаза ДУ...
25939. Выключатели нагрузки. Назначение, конструктивное исполнение и принцип действия выключателей нагрузки. Условия выбора 21 KB
  Выключатели нагрузки. Назначение конструктивное исполнение и принцип действия выключателей нагрузки. Выключатели нагрузки используются для оперативного соединения и разъединения цепи. Выключатель нагрузки обеспечивает двухкратное включение нормированного для него тока включения на короткое замыкание без повреждений препятствующих его дальнейшей работе в нормальном и эксплуатационном режиме.
25940. Расчет деревянных, металлических, железобетонных перекрытий 1.07 MB
  Орел 2011 Расчет деревянного перекрытия Подобрать сечение деревянной балки для перекрытия жилого дома.Предварительно принимаем собственный вес одного метра балки qnбалки=025кН м;f=1.1 qбалки= qnбалки f=0.Собираем нагрузку на погонный метр балки с учетом её собственного веса: qn=qnперекрытияlгр qnбалки=18140275=277кН м; q= qперекрытияlгр qбалки=234120275=3083кН м.
25941. СБОРНО-МОНОЛИТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ 26.5 KB
  СБОРНОМОНОЛИТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ конструкции состоящие из заранее изготовленных на заводах отд. Наибольшее распространение получили сборномонолитные конструкции со сборными элементами из железобетона см. Железобетонные конструкции . арматуру конструкции и иногда используются в качестве формы опалубки для монолитного бетона; их целесообразно делать предвари тсльно напряженными.
25942. Здания и сооружения из монолитного железобетона 31 KB
  Монолитные конструкции несущего остова здания представляют собой неразрезные элементы наружных и внутренних несущих стен колонн ригелей и перекрытий жестко связанных между собой в пространственную систему работающую под нагрузкой как единое целое. Здания из монолитного железобетона разделяются на монолитные и сборномонолитные и выполняются по следующим конструктивным схемам: монолитные несущие и ограждающие конструкции; монолитный каркас колонны и перекрытия наружные и внутренние стены сборные или каменных материалов; монолитные...
25943. Больше пролетные покрытия – плоскостные покрытия 68.5 KB
  Плоскостными покрытиями называют конструкции работающие только в одной вертикальной плоскости проходящей через опоры; к ним относятся балки фермы рамы арки; к ним следует отнести и те конструкции которые можно разрезать вертикальными плоскостями вдоль пролета на отдельные элементы причем каждый элемент независимо от другого будет тоже работать как плоскостной. К распорным плоскостным покрытиям относят своды арки рамы.
25944. Большепролетные покрытия - пространственные конструкции 561 KB
  Большепролетные покрытия пространственные конструкции. Все конструктивные системы покрытия можно рассматривать с двух позиций которые имеют особое влияние на архитектурный облик всего сооружения. В отличие от плоскостных пространственные покрытия работают одновременно в двух или нескольких направлениях К ним относятся: перекрестные системы оболочки складки висячие покрытия пневматические конструкции и др. Пространственные покрытия выполняют из плоскостных элементов монолитно связанных между собой и работающих как цельная конструкция...
25945. Большепролетные покрытия – висячие конструкции 67.5 KB
  Большепролетные покрытия висячие конструкции. Висячие конструкции представляют собой один из наиболее экономичных видов покрытий благодаря тому что материал несущих конструкций работает исключительно на растяжение и несущая способность конструкций используется полностью. б ужесточенными считают такие висячие системы жесткость которых препятствует возникновению недопустимых кинематических и упругих деформаций Сюда относятся в основном висячие предварительно напряженные оболочки.