Краткие теоретические сведения. Тепловые двигатели совершают работу благодаря разности давлений газа на поверхностях поршней или лопастей турбины
Тепловые двигатели совершают работу благодаря разности давлений газа на поверхностях поршней или лопастей турбины. Эта разность давлений создается с помощью разности температур нагревателя и холодильника тепловой машины.
Максимальный коэффициент полезного действия тепловой машины Карноравен отношению разности абсолютных температур нагревателя и холодильника к абсолютной температуре нагревателя.
Формула 
дает теоретический предел для максимального значения КПД тепловых двигателей. Она показывает, что тепловой двигатель тем эффективнее, чем выше температура нагревателя и ниже температура холодильника.
Обозначения:
Т1 – абсолютная температура нагревателя;
Т2 – абсолютная температура холодильника;
∆Т = Т2 – Т1 – разность абсолютных температур нагревателя и холодильника.
Порядок проведения работы
1. Включить интерактивную модель программ Физикона «Цикл Карно»
2. Изучить порядок работы с моделью.
3. Установить температуру Т1 = 600 К, температуру Т2 = 350 К, нажать клавишу «Старт».
4. Определить коэффициент полезного действия цикла, записать значения разности температур и КПД в таблицу 1.
5. Повторить измерения при температурах Т2 = 300 К, Т2 = 270 К, выполнить п.2.
6. Определить давление и объем газа начала адиабатного процесса, занести результата в таблицу 2.
7. Установить температуру Т1 = 500 К, температуру Т2 = 350 К, нажать клавишу «Старт».
8. Выполнить действия п. 3, 4
9. Установить температуру Т1 = 400 К, температуру Т2 = 350 К, нажать клавишу «Старт».
10. Выполнить действия п. 3,4
11. Построить график зависимости коэффициента полезного действия
· от температуры Т1 при разных значениях температуры Т2;
· от температуры Т2 при разных значениях температуры Т1;
· от разности температур нагревателя и холодильника,
12. Сделать рисунки цикла Карно, используя данные таблицы 2.
13. Сформулировать вывод по результатам исследования
Таблица 1
| Температура Т1 К | |||||||||
| Температура Т2 К | |||||||||
| Разность температур ∆Т = Т2 – Т1 ,К | |||||||||
| Коэффициент полезного действия |
Таблица 2
| Температура Т1 К | |||||||||
| Температура Т2 К | |||||||||
| Давление Р1, кПа | |||||||||
| Объем V1, дм3 | |||||||||
| Давление Р2, кПа | |||||||||
| Объем V2, дм3 |
Контрольные вопросы
- Как можно увеличить коэффициент полезного действия тепловой машины?
- Тепловая машина за один цикл получает от нагревателя количество теплоты 10 Дж и отдает холодильнику 6 Дж. Каков КПД машины?
- Оцените максимальное значение КПД, которое может иметь тепловая машина, с температурой нагревателя 227 °С и температурой холодильника 27 °С.
Оформление отчета
В отчете о проведенной лабораторной работе должны быть указаны:
- наименование лабораторной работы;
- цель работы;
- используемое оборудование;
- краткие теоретические сведения по теме лабораторной работы.
Результаты измерений вносятся в таблицы. По данным таблиц строятся график зависимости коэффициента полезного действия
· от температуры Т1 при разных значениях температуры Т2;
· от температуры Т2 при разных значениях температуры Т1;
· от разности температур нагревателя и холодильника.
Формулируются выводы по результатам проведенных исследований.
В отчете представляются ответы на контрольные вопросы.
Лабораторная работа № 7. «Определение относительной влажности воздуха с помощью гигрометра и психрометра»
Цель работы: определение относительной влажности воздуха с помощью гигрометра и психрометра.
Оборудование: гигрометр (рис. 1), термометр, психрометр (рис. 2), баротермогигрометр (рис.3).