Кпд тепловых машин презентация. Презентация "коэффициент полезного действия тепловых двигателей"

Слайд 12

Блок - схема теплового двигателя

Нагреватель Рабочее тело (газ) Холодильник Q1 (теплота) Q2 (теплота) A’=Q1-Q2 (работа)

Слайд 13

Физическая величина, показывающая, какую долю составляет совершаемая двигателем работа от энергии, полученной при сгорании топлива, называется коэффициентом полезного действиятеплового двигателя  = (А / Q) 100%

Слайд 14

КПД теплового двигателя

 = А п/ Аз  = Qп/ Qз  = Nп/ Nз ВСЕГДА! 00% Почему?  = (А / Q) 100%

Слайд 15

Характеристики тепловых двигателей

Слайд 16

Применение тепловых машин и проблемы охраны окружающей среды

При сжигании топлива в тепловых машинах требуется большое количество кислорода. На сгорание разнообразного топлива расходуется от 10 до 25% кислорода, производимого зелёными растениями. Тепловые машины не только сжигают кислород, но и выбрасывают в атмосферу эквивалентные количества двуокиси углерода (углекислого газа). Сгорание топлива в топках промышленных предприятий и тепловых электростанций почти никогда не бывает полным, поэтому происходит загрязнение воздуха золой, хлопьями сажи. Сейчас во всём мире обычные энергетические установки выбрасывают в атмосферу ежегодно 200 – 250 млн. т золы и около 60 млн. т диоксида серы. Кроме промышленности воздух загрязняет и транспорт, прежде всего автомобильный (жители больших городов задыхаются от выхлопных газов автомобильных двигателей).

Слайд 17

Как вы думаете, на что тратится большая часть внутренней энергии тепловых двигателей???? Безопасны ли тепловые двигатели с точки зрения экологии?Вы правы и это хорошо видно из следующих данных:

Слайд 18

– 1 тонна бензина, сгорая, выделяет 500 – 800 килограммов вредных веществ; – в атмосферу ежегодно выбрасывается 5 миллиардов тонн СО2 ; – один реактивный лайнер за 5 ч полета потребляет 45 т кислорода – за последние 25 лет количество углекислого газа в атмосфере увеличилось на 345 млрд т. – в состав выхлопных газов входит 1200 компонентов, в том числе оксид углерода, окислы азота, углеводороды, альдегиды, оксиды металлов (наиболее вредный – оксид свинца), сажа и прочее.

Экологические проблемы

Слайд 19

1.Один из учеников при решении получил ответ, что КПД теплового двигателя равен 200%. Правильно ли решил ученик задачу? Качественные задачи: 2. КПД теплового двигателя 45%. Что означает это число? 3. Может ли КПД теплового двигателя быть равен 1,8; 50; 4; 90; 100%?

Слайд 20

Задача для любителей биологии

В организме человека насчитывается около 600 мышц. Если бы все мышцы человека напряглись, они вызвали бы усилие, равное приблизительно 25 т. считается, что при нормальных условиях работы человек может развивать мощность 70 – 80 Вт, однако возможна моментальная отдача энергии в таких видах спорта, как толкание ядра или прыжки в высоту. Наблюдения показали, что при прыжках в высоту с одновременным отталкиванием обеими ногами некоторые мужчины развивают в течение 0,1 с среднюю мощность около 3700 Вт, а женщины – 2600 Вт. КПД мышц человека равен 20%. Что это значит? Какую часть энергии мышцы тратят впустую?

Слайд 21

1.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдаёт холодильнику энергию 800 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя? 2.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдаёт холодильнику энергию 700 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя?

Слайд 22

Углекислый газ, выделяющейся при работе тепловых двигателей, поглощает инфракрасное излучение поверхности Земли, что приводит к повышению температуры атмосферы ежегодно на 0,05 градус Цельсия. Этот эффект может создать угрозу таяния ледников и катастрофического повышения уровня Мирового океана. Сейчас в атмосферу выбрасывается ежегодно около 5 млрд. тонн CO2. Проблемы охраны окружающей среды

Слайд 23

При работе тепловых двигателей в атмосферу непрерывно выбрасываются вредные для растений, животных и человека вещества: оксиды азота, углеводорода, оксид углерода. Потребление кислорода при горении топлива уменьшает его содержание в атмосфере. На атомных электростанциях встаёт проблема захоронения опасных радиоактивных отходов. Применение паровых турбин на электростанциях требует больших площадей под пруды для охлаждения отработанного пара. В нашей стране для этой цели требуется 200 км3 воды.

Слайд 24

Мероприятия по охране природы 1. Повышение эффективности очистных сооружений. 2. Эксплуатация автомобилей с полным сгоранием топлива в ДВС и минимальным выбросом CO2в атмосферу. 3. Применение горючего из смеси кислорода и водорода. 4. Сооружение комплексов электростанций, в первую очередь атомных, с замкнутым циклом водоснабжения.

Слайд 25

Жак Ива Кусто: «Раньше природа устрашала человека, а теперь человек устрашает природу».

Слайд 26

Посмотреть все слайды

Слайд 2

1.Дает ли выигрыш в работе простой механизм? Ответ обосновать. 2.Содержание «Золотого правила» механики. 3.Какое соотношение существует между путями, пройденными точками приложения сил на рычаге, и этими силами? 4.Для чего применяются простые механизмы? 5.В чем проигрывают, пользуясь рычагом, дающем выигрыш в силе? Повторение:

Слайд 3

6.Во сколько раз проигрывают в пути, используя для поднятия грузов подвижный блок. 7.Укажите формулы для расчета: Мощности A = F*S РаботыV = S / t Скорости P = F / S Плотности p = m / v Давления N = A / t

Слайд 4

План изучения темы: «Коэффициент полезного действия механизмов».

1.Для чего применяются простые механизмы. 2.Понятие полезной работы и полной и их сравнение. 3.Понятие КПД механизма, его сравнение с 100%. 4.Способы повышения КПД.

Слайд 5

Простые механизмы применяются для …

Слайд 6

Понятие полезной работы и полной. Яблоки для переработки на сок, грузчик высыпает из корзин в кузов машины. Полная работа - это погрузка яблок. Она складывается из подъема самих яблок и подъема корзин. Работа по поднятию самих яблок – полезная, а по поднятию корзин – бесполезная, потому что их нужно опускать или сбрасывать вниз.

Слайд 7

Работа по поднятию груза при помощи наклонной плоскости, высотой h и длиной ℓ.

F Полезная работа А п = F *h = m *q *h Но при этом преодолеваем силу трения, силу тяжести других приспособлений, совершаем дополнительную работу. Затраченная работа больше полезной Аз > А п. Полезная работа лишь часть полной работы.

Слайд 8

Характеристика механизма, определяющая какую долю полезная работа составляет от полной, называется КПД.

А п Аз 100% Может ли КПД равным 100%, > 100%? Ответ обосновать. Как повысить КПД? Уменьшить массу движущихся частей, уменьшить трение в деталях. КПД =

Слайд 9

Решение задач на расчет КПД.

Определить КПД приспособлений и механизмов в следующих ситуациях: 1.Бочку вкатывают по наклонному помосту, прилагая усилие 240Н. Масса бочки 100кг, длина помоста 5м, высота помоста 1м. 2.Ведро с песком весом 200Н поднимают при помощи неподвижного блока на высоту 10м, действуя на веревку с силой 250Н.

Посмотреть все слайды

Цели: образовательные: сформировать навыки экспериментального определения КПД и выигрыша в силе наклонной плоскости; закрепить навыки измерения сил с помощью динамометра; воспитательная: формирование коммуникативных навыков работы в команде (взаимоуважение, взаимопомощь и поддержка). развивающая: развивать мыслительные и практические навыки учащихся. Оборудование: лабораторное: деревянная линейка, деревянный брусок, динамометр, штатив; проектор, экран, ноутбук.

Просмотр содержимого документа
«Презентация к уроку «Измерение КПД наклонной плоскости». 7 класс.»

С древних времён

для облегчения своего труда человек использует различные механизмы.

(греч. «механэ» - машина, орудие)

Простой механизм- наклонная плоскость.

Вместо того чтобы поднимать тяжёлый груз на некоторую высоту,

его вкатывают или втаскивают на ту же высоту по наклонной плоскости.

Всегда легче воспользоваться пологим подъемом, чем крутым.

Выигрыш в силе не возникает «даром»: приходится вкатывать бочки

по более длинному пути.

Наклонная плоскость незаменима!

Наклонная плоскость бесполезна!

Наша задача:

построить наклонную плоскость;

Механическая работа: А = Fs

Полезная работа - это работа, необходимая для подъема тела на высоту 𝗵.

Совершает работу сила, направленная вверх и равная по модулю силе тяжести.

Затраченная работа – это работа, совершенная с применением наклонной плоскости.

Совершает работу сила, с которой тянем тело вверх вдоль наклонной плоскости - Fтяги.

Путь, пройденный телом – это длина наклонной плоскости 𝓵 :

Коэффициент полезного действия (КПД):

𝝶 = · 100 %

Выигрыш в силе k:

𝗸 =

Как измерим силу тяжести?

Как измерим силу тяги?

∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣

Цена деления:

Ц. д. = = 0,1

𝓵 , м

𝓵 , м

𝝶 , %

𝝶 , %

1 ряд: h = 7 см

2 ряд: 𝗵 = 10 см

3 ряд: 𝗵 = 15 см

Сделаем вывод (общий):

-о зависимости КПД наклонной плоскости

от угла ее наклона;

-о зависимости выигрыша в силе наклонной плоскости от угла ее наклона.

Простые механизмы. КПД простых механизмов

Ответь на вопрос 7. Почему ручку двери располагают не к середине двери, а ближе к её краю? 6. Если на доске, перекинутой через бревно, качаются двое ребят различного веса, то следует ли им садиться на одинаковом расстоянии от опоры? 8. Для чего гайка-барашек имеет лопасти?

9. Почему для резки бумаги и ткани применяют ножницы с короткими ручками и длинными лезвиями, а для резки листового металла – с длинными ручками и короткими лезвиями? 10. В школьной мастерской мальчик, чтобы сильно зажать в тиски обрабатываемую деталь, берётся не за середину, а за край ручки? Почему?

Какую работу называют полезной, какую полной? Задание: Бочку массой 200 кг надо поднять на борт корабля на высоту 10 м. Вопросы: 1. Какую работу нужно совершить, чтобы выполнить задание? A = Fs = m g s = 200 кг 10 Н/кг 10 м = Дж Работу, которую необходимо совершить непосредственно для выполнения конкретного задания, называют ПОЛЕЗНОЙ. 2. Для чего грузчики используют наклонную плоскость? 3. В чём выигрывают грузчики, применяя наклонную плоскость, а в чём проигрывают? 4. Получают ли грузчики выигрыш в работе, применяя наклонную плоскость? 5. Учитывали ли мы при расчёте работы действие сил трения и сопротивления? 6. Необходимо ли на практике совершить дополнительную работу для преодоления сил трения и сопротивления? Какую работу необходимо совершить на практике? На практике совершённая с помощью механизма п пп полная работа А АА Аз всегда несколько больше полезной работы. Ап

Коэффициент полезного действия (КПД) Отношение полезной работы к полной работе называется коэффициентом полезного действия механизма КПД = Ап Аз η= Ап Аз 100 % «эта» Коэффициент полезного действия не может быть больше 1 (или 100 %), т.к. на практике всегда действуют силы сопротивления.

Как увеличить КПД? РычагНаклонная плоскость Блок Учитывали ли мы при расчёте работы: Вес рычага? Вес крючков? Трение? Трение между телом и плоскостью? Вес блока? Вес верёвок? Трение? Для увеличения КПД необходимо уменьшить трение и использовать лёгкие, но прочные материалы

Реши задачу На коротком плече рычага подвешен груз массой 100 кг. Для его подъёма к длинному плечу приложили силу 250 Н. Груз подняли на 0,08 м, при этом точка приложения движущей силы опустилась на 0,4 м. Найти КПД рычага. m = 100 кг g = 9,8 Н/кг F = 250 Н h 1 = 0,08 м h 2 = 0,4 м η = ? F h1h1 h2h2 η = Ап Аз 100 % Aп = P h 1 Aз = F h 2 η = m g h 1 F h % [ η ] = [ кг Н м % P = m g Н кг м = % ] η = ,4 = 80 % Ответ: η = 80 %