Принципы работы тепловых двигателей.
Для того чтобы двигатель совершал работу, необходимо давление, действующее на поршень двигателя/турбины по обе двигателя. Во всех тепловых двигателях это достигается за счет повышения температуры рабочего тела (газа) на сотни или тысячи градусов по сравнению с температурой окружающей среды. Такое повышение температуры происходит при сгорании топлива.
Одна из основных частей двигателя - сосуд, наполненный газом, с подвижным поршнем. Рабочим телом у всех тепловых двигателей является газ, который совершает работу при расширении. В двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах повышение температуры происходит при сгорании топлива внутри самого двигателя. По мере совершения работы газ теряет энергию и неизбежно охлаждается до некоторой температуры, которая обычно выше температуры окружающей среды. Ее называют температурой холодильника. Холодильником является атмосфера или специальные устройства для охлаждения и конденсации отработанного пара - конденсаторы. Температура холодильника может быть ненамного ниже температуры атмосферы.
Таким образом, в двигателе рабочее тело при расширении не может отдать всю внутреннюю энергию на совершение работы. Часть теплоты неизбежно передается холодильнику вместе с отработанным паром/выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин. Часть внутренней энергии теряется.
Тепловой двигатель совершает работу за счет внутренней энергии рабочего тела. Причем в этом процессе происходит передача теплоты от более горячих тел (нагревателя) к более холодным (холодильнику).
КПД тепловых двигателей.
Машина совершает работу, при которой происходит теплообмен с окружающей средой и внутренняя энергия то уменьшается, то увеличивается, то становится равна нулю. Коэффициентом полезного действия (КПД) называют отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученной от нагревателя. Обозначается КПД буквой η и равно:
η = Qн-Qx/Qн · 100%
η = А/Q(затраченное)
(Прим. чтобы верно найти работу(A), внутреннюю энергию(ΔU) и количество теплоты (Q) - нужно знать, какой процесс протекает)
Охрана окружающей среды:
Для того, чтобы не загрязнять окружающую среду отходами и вредными веществами, а так же излишней тепловой энергией, нужно внимательно следить за продуктами работы. Также человечество стремится создать так называемый "вечный двигатель", который бы работал без потери энергии и позволил бы не появляться отходам сырья.