Определить площадь поперечного сечения и длину проводника из алюминия, если его сопротивление 0, 1 ом, а масса 5, 4·10–2 кг.

V=m/p=(5,4·10^–2)/2,7*10^3=2*10^-5 система l=v/s r=pl/s r=pv/s^2 s=√pv/r=√2,7*10^-8*10*2*10^-5=3√6*10^-6 l=v/s=2*10^-5/3√3 * 10^-6=20/3√3

©Â ÒÑÔÎÇÆÐËÇ ÆÇÔâÕËÎÇÕËâ ÂÍÙÇÐÕÞ Ä ×ËÊËÍÇ ÔÏÇÔÕËÎËÔß

ÑÕ ÕÇÑÓËË ÒÑÎâ Ë àÎÇÏÇÐÕÂÓÐÞØ ÚÂÔÕËÙ Í ÏÇØÂÐËÍÇ.

³ÚËÕÂÄÛÂâÔâ ÑÃÓÂÊÙÑÏ ÒÑÎÐÑÔÕßá ÊÂÄÇÓÛÇÐÐÑÌ ÑÕÓÂ-

ÔÎË ÊÐÂÐËÌ ÏÇØÂÐËÍÂ ÒÓÇÕÇÓÒÇÎÂ ÅÎÖÃÑÍËÇ ËÊÏÇÐÇÐËâ.

±ÑÔÕÇÒÇÐÐÑ ÄÞâÔÐâÎËÔß ÄÔÇ ÐÑÄÞÇ ÖÆËÄËÕÇÎßÐÞÇ ÔÄÑÌ-

ÔÕÄ àÄÑÎáÙËË ÆËÐÂÏËÚÇÔÍËØ ÔËÔÕÇÏ Ë ÑÒÓÇÆÇÎâáÜÂâ

ÓÑÎß ÕÂÍËØ ÂÐÕÂÅÑÐËÊÏÑÄ, ÍÂÍ ÖÔÕÑÌÚËÄÑÔÕßëÐÇÖÔÕÑÌÚË-

ÄÑÔÕß, ÔÎÖÚÂÌÐÑÔÕßëÊÂÍÑÐÑÏÇÓÐÑÔÕß, ÐÇÒÓÇÓÞÄÐÑÔÕßë

ÆËÔÍÓÇÕÐÑÔÕß, ÔËÏÏÇÕÓËâëÂÔËÏÏÇÕÓËâ, àÄÑÎáÙËâëÓÇÄÑ-

ÎáÙËâ, ÑÃÓÂÕËÏÑÔÕßëÐÇÑÃÓÂÕËÏÑÔÕß.

³ÇÌÚÂÔ ÖÉÇ ÏÑÉÐÑ ÅÑÄÑÓËÕß Ñ ÔÕÂÐÑÄÎÇÐËË ÐÑÄÑÌ

ÐÂÖÍË ì ÔËÐÇÓÅÇÕËÍË, ÑÃÝÇÆËÐâáÜÇÌ ÏÐÑÅÑ ÓÂÊÆÇÎÑÄ

ÇÔÕÇÔÕÄÑÊÐÂÐËâ ÑÕ ÂÔÕÓÑÐÑÏËË ÆÑ ÃËÑÎÑÅËË Ë ÄÑ ÏÐÑÅÑÏ

ÑÒËÓÂáÜÇÌÔâ РÅËÆÓÑÆËÐÂÏËÍÖ (ÔÔÞÎÍË ÔÏ. Ä [1]).

¬ÑÐÄÇÓÅÇÐÙËâ ÐÂÖÍ ÒÓËÄÑÆËÕ Í ÕÑÏÖ, ÚÕÑ ÅËÆÓÑÆËÐÂ-

ÏËÍÂ ÔÕÂÐÑÄËÕÔâ ÚÂÔÕßá ÔËÐÇÓÅÇÕËÍË. °ÕÒÑÚÍÑÄÂÎËÔß

ÎËÛß ÆÄ ÇÇ ÓÂÊÆÇÎÂ: ×ËÊËÚÇÔÍÂâ ÅËÆÓÑÆËÐÂÏËÍ Ë

ÄÞÚËÔÎËÕÇÎßÐÂâ. ¶ËÊËÚÇÔÍÂâ ÅËÆÓÑÆËÐÂÏËÍ ì àÕÑ

ÍËÐÇÕËÍÂ, ÕÇÚÇÐËÇ ÍÄÂÐÕÑÄÞØ ÉËÆÍÑÔÕÇÌ, ÓÇÎâÕËÄËÔÕÔÍÂâ

ÅËÆÓÑÆËÐÂÏËÍÂ, ÏÂÅÐËÕÐÂâ ÅËÆÓÑÆËÐÂÏËÍÂ, ÆËÐÂÏËÍÂ

ÒÎÂÊÏÞ.

£ÞÚËÔÎËÕÇÎßÐÂâ ÅËÆÓÑÆËÐÂÏËÍ Ê 40 ÎÇÕ ÔÄÑÇÅÑ

ÓÂÊÄËÕËâ ÆÑÔÕËÅÎÂ ÑÒÓÇÆÇÎÇÐÐÑÌ ÊÂÄÇÓÛÇÐÐÑÔÕË: ÇÔÎË

ÒÑÔÕÓÑÇÐÂ ÍÑÓÓÇÍÕÐÂâ ÏÂÕÇÏÂÕËÚÇÔÍÂâ ÏÑÆÇÎß, ÕÑ

ÐÇÕÓÖÆÐÑ ÄÞÃÓÂÕß ÏÇÕÑÆ ÆÎâ ÇÇ ÚËÔÎÇÐÐÑÌ ÄÇÓË×ËÍÂÙËË

[2ë4]. ±ÑàÕÑÏÖ ÒÓÑÅÓÂÏÏËÓÑÄÂÐËÇ Ë ÓÂÔÚÇÕ, ÔÕÂÄ ÕÇØÐË-

ÚÇÔÍËÏ ËÐÔÕÓÖÏÇÐÕÂÓËÇÏ Ë ÑÃÓÇÕâ ÂÄÕÑÐÑÏËá, ÕÇÒÇÓßâÄÎâáÕÔâ ÎËÛß ÊÂÄÇÓÛÂáÜÇÌ ÚÂÔÕßá ÏÂÕÇÏÂÕËÚÇÔÍÑÅÑ

ÏÑÆÇÎËÓÑÄÂÐËâ ì ÕÓËÂÆÞ "ÑÒÞÕ ×ËÊËÚÇÔÍÂâ ÏÑÆÇÎß

ÏÇÕÑÆÞ ÄÑÊÏÖÜÇÐËÌ". ¯Ç ÔÎÇÆÖÇÕ ÔÏÇÛËÄÂÕß ÏÂÕÇÏÂÕË-

ÚÇÔÍÑÇ ÏÑÆÇÎËÓÑÄÂÐËÇ (ÏÂÕÇÏÂÕËÚÇÔÍÖá ×ÑÓÏÖÎËÓÑÄÍÖ

ÊÂÆÂÚË) Ô ÍÑÏÒßáÕÇÓÐÞÏ ÏÑÆÇÎËÓÑÄÂÐËÇÏ ì ÚËÔÎÇÐÐÞÏ

ÓÂÔÚÇÕÑÏ ËÎË ÚËÔÎÇÐÐÞÏ ÏÑÆÇÎËÓÑÄÂÐËÇÏ (ÄÞÃÑÓ ÂÎÅÑ-

ÓËÕÏÂ ÒÓÑÅÓÂÏÏËÓÑÄÂÐËÇ).

³ÂÏÞÇ ÏÑÜÐÞÇ ¿£® ÒÓÇÆÐÂÊÐÂÚÇÐÞ ÆÎâ ÓÇÛÇÐËâ

ÊÂÆÂÚ, ÒÓâÏÑ ËÎË ÍÑÔÄÇÐÐÑ ÔÄâÊÂÐÐÞØ Ô ÅËÆÓÑÆËÐÂÏË-

ÍÑÌ. ´ÂÍ, ÖÔÕÂÐÑÄÎÇÐÐÞÌ Ä 1993 Å. Ä ¬ÑÓÐÇÎßÔÍÑÏ

ÖÐËÄÇÓÔËÕÇÕÇ ÔÖÒÇÓÍÑÏÒßáÕÇÓ SP1 ×ËÓÏÞ IBM ÓÂÔÔÚË-

ÕÂРРÓÇÛÇÐËÇ ÊÂÆÂÚ ÅËÆÓÑÆËÐÂÏËÍË, ×ËÊËÍË ÒÎÂÊÏÞ,

ÂÐÂÎËÊ ÊÂÅÓâÊÐÇÐËÌ ÄÑÊÆÖØÂ Ë ÅÓÖÐÕÑÄÞØ ÄÑÆ, ÔÑÊÆÂÐËâ

ÐÑÄÞØ ÎÇÍÂÓÔÕÄ, ÔÑÔÕÂÄÎÇÐËâ ÍÂÓÕ ÑÊÑÐÑÄÑÅÑ ÔÎÑâ, ÔÇÌÔ-

ÏËÚÇÔÍÑÅÑ ÂÐÂÎËÊÂ.

·ÑÕâ ÕÂ ÚÂÔÕß ÐÇÓÇÛÇÐÐÞØ ÊÂÆÂÚ, ÍÑÕÑÓÂâ ÑÕÐÑÔËÕÔâ Í

×ËÊËÚÇÔÍÑÌ ÅËÆÓÑÆËÐÂÏËÍÇ, ÐÇËÊÏÇÓËÏÑ ÏÇÐßÛÇ ÑÔÕÂÎß-

ÐÑÌ, ÄÞÄÑÆÞ Ñ ÏÂÕÇÏÂÕËÊÂÙËË ÆËÐÂÏËÍË ÉËÆÍÑÔÕË

ÐÇÑÃÑÔÐÑÄÂÐÐÞ. ¤ËÆÓÑÆËÐÂÏËÍ ì ÖÆËÄËÕÇÎßÐÂâ ÐÂÖÍÂ,

ÇÇ ÒÑÆØÑÆÞ à××ÇÍÕËÄÐÞ Ä ÑÃÎÂÔÕâØ, ÅÆÇ Ð ÒÇÓÄÞÌ ÄÊÅÎâÆ

ÔÑÄÔÇÏ ÐÇÕ ÖÔÎÑÄËÌ ÆÎâ ÒÓËÏÇÐÇÐËâ ÅËÒÑÕÇÊÞ Ñ ÉËÆÍÑÏ

ÍÑÐÕËÐÖÖÏÇ. ±ÓËÏÇÓ: ÚÂÔÕËÙÞ Ë ÂÐÕËÚÂÔÕËÙÞ. ¯ÇÔÏÑÕÓâ

ÐÂ ÇÜÇ ÐÇ ÊÂÍÑÐÚËÄÛËÌÔâ ÖÔÒÇØÑÏ ÒÑËÔÍ ÂÐÕËÏÂÕÇÓËË Ä

ÃÎËÉÐËØ Í ÐÂÏ ÊÄÇÊÆÂØ, ÒÑÎÖÚËÎÂ ØÑÉÆÇÐËÇ ÅËÒÑÕÇÊÂ Ñ

âÚÇËÔÕÑÌ ÔÕÓÖÍÕÖÓÇ ÅÂÎÂÍÕËÍË: ÏÂÕÇÓËâ ÑÕÆÇÎÇÐÂ ÑÕ

ÂÐÕËÏÂÕÇÓËË ÕÑÐÍËÏË ÒÑÄÇÓØÐÑÔÕÐÞÏË ÔÎÑâÏË ("ÔÎÑË

­ÇÌÆÇÐ×ÓÑÔÕÂ") ì ÅÑÓâÚËÏË ÑÃÎÂÔÕâÏË, ÅÆÇ ÒÓÑËÔØÑ-

ÆËÕ ÂÐÐËÅËÎâÙËâ ÄÇÜÇÔÕÄÂ [5]. ±ÓÇÆÒÑÎÂÅÂÇÕÔâ, ÚÕÑ

ËÊÎÖÚÇÐËÇ, ËÔØÑÆâÜÇÇ ËÊ àÕËØ ÔÎÑÇÄ, ÔÎËÛÍÑÏ ÔÎÂÃÑÇ

ÆÎâ ÕÑÅÑ, ÚÕÑÃÞ ÇÅÑ ÊÂÓÇÅËÔÕÓËÓÑÄÂÕß. ³ÍÑÎßÍÑ ÏÑÉÇÕ

ÎÇÕÇÕß ÂÐÕËÏÇÕÇÑÓËÕ, ÒÑÍ ÐÇ ÔÅÑÓËÕ? ¬ÂÍ ÒÓÑËÔØÑÆËÕ

ÄÊÂËÏÑÆÇÌÔÕÄËÇ ÄÇÜÇÔÕÄÑëÂÐÕËÄÇÜÇÔÕÄÑ?

©ÂÆÂÚË ÒÑÆÓÂÊÆÇÎâáÕÔâ ÐÂ ÒÓÑÃÎÇÏÐÞÇ Ë ÍÑÐÍÓÇÕ-

ÐÞÇ. ±ÇÓÇ×ÓÂÊËÓÖâ ÔÎÑÄ ±ÎÂÐÍÂ Ñ ×ËÊËÍÇ XIX ÄÇÍÂ Ë Ñ

ÆÄÖØ ÐÇÓÇÛÇÐÐÞØ ÊÂÆÂÚÂØ (ÍÑÐÇÚÐÑÔÕË ÔÍÑÓÑÔÕË ÔÄÇÕÂ Ë

ÒÑÓÙËÂÎßÐÑÔÕË ÕÇÒÎÑÄÑÅÑ ËÊÎÖÚÇÐËâ), ÏÑÉÐÑ ÔÍÂÊÂÕß:

"¤ËÆÓÑÆËÐÂÏËÍ ÒÓÂÍÕËÚÇÔÍË ÄÔâ ÊÂÄÇÓÛÇÐÂ, ÇÔÕß

ÕÑÎßÍÑ ÆÄ ÑÃÎÂÚ͠РÇÇ âÔÐÑÏ ÅÑÓËÊÑÐÕÇ: ÑÕÍÓÞÕÑÇ

²ÇÌÐÑÎßÆÔÑÏ âÄÎÇÐËÇ ÕÖÓÃÖÎÇÐÕÐÑÔÕË Ë ÑÕÓÞÄ ÒÑÕÑÍÂ

ÑÕ ÕÇÎÂ". ¿ÕË ×ÖÐÆÂÏÇÐÕÂÎßÐÞÇ ÒÓÑÃÎÇÏÞ, ÓÇÛÇÐËÇ

ÍÑÕÑÓÞØ ËÏÇÇÕ ÄÂÉÐÇÌÛÇÇ ÊÐÂÚÇÐËÇ ÆÎâ ÆÂÎßÐÇÌÛÇÅÑ

ÓÂÊÄËÕËâ ÕÓÂÐÔÒÑÓÕÂ Ë àÐÇÓÅÇÕËÍË, ÔÑÔÕÂÄÎâáÕ ÔÑÆÇÓÉÂ-

ÐËÇ ÄÔÇÌ ÕÇÑÓÇÕËÚÇÔÍÑÌ ÅËÆÓÑÆËÐÂÏËÍË. ±ÓÑÃÎÇÏÐÞÇ

ÊÂÆÂÚË ÛËÓÑÍÑ ËÊÄÇÔÕÐÞ [6, 7], Ë Ñ ÐËØ ÐÇÕ ÔÏÞÔÎÂ

ÅÑÄÑÓËÕß.

ªÔÕÑÓËâ ÒÑÆÃÑÓÍË ÍÑÐÍÓÇÕÐÞØ ÐÇÓÇÛÇÐÐÞØ ÊÂÆÂÚ

ÅËÆÓÑÆËÐÂÏËÍË ÐÂÚÂÎÂÔß, ÒÑÉÂÎÖÌ, Ô ®ÂÓÍ ´ÄÇÐÂ,

ÍÑÅÆ ÑÐ ÊÂÆÑÎÅÑ ÆÑ ÄÑÊÐËÍÐÑÄÇÐËâ ÕÇÑÓËË ÊÄÖÍ Ô×ÑÓ-

ÏÖÎËÓÑÄÂÎ ÍÎÂÔÔËÚÇÔÍÖá ÊÂÆÂÚÖ ÂÍÖÔÕËÍË: "¯ÇÎßÊâ

ÒÑÐâÕß, ÒÑÚÇÏÖ ÔÒâÜËÌ ÐÇ ÏÑÉÇÕ ÔÎÞÛÂÕß ÔÄÑÌ ÔÑÃÔÕÄÇÐ-

ÐÞÌ ØÓÂÒ". ³ ÕÇØ ÒÑÓ ÏÐÑÅËÇ ÄÞÆÂáÜËÇÔâ ÏÂÕÇÏÂÕËÍË Ë

×ËÊËÍË ÔÑÔÕÂÄÎâÎË ÔÃÑÓÐËÍË ÐÇÓÇÛÇÐÐÞØ ÊÂÆÂÚ.

£ÔÍÑÓÇ ÒÑÔÎÇ ÕÑÅÑ, ÍÂÍ Ð ÓÖÃÇÉÇ ÄÇÍÑÄ ¤ËÎßÃÇÓÕ

Ô×ÑÓÏÖÎËÓÑÄÂÎ ÔÄÑË ÊÐÂÏÇÐËÕÞÇ 23 ÒÓÑÃÎÇÏÞ, ÄÞâÔÐË-

ÎÑÔß, ÚÕÑ ÐÇ ËÏË ÄÞÏÑÜÇÐÂ ÔÕÑÎÃÑÄÂâ ÆÑÓÑÅÂ ÒÓÑÅÓÇÔÔÂ Ä

ÏÂÕÇÏÂÕËÍÇ, ÒÓËÄÇÆÛÂâ ÊÂÕÇÏ Í ÓÇÄÑÎáÙËÑÐÐÑÏÖ ÒÓÑ-

ÓÞÄÖ Ä ÕÇÑÓÇÕËÚÇÔÍÑÌ ×ËÊËÍÇ. ±ÑÒÞÕÍË Ô×ÑÓÏÖÎËÓÑÄÂÕß

×ÖÐÆÂÏÇÐÕÂÎßÐÞÇ ÒÓÑÃÎÇÏÞ ×ËÊËÍË ÕÂÍÉÇ ÕÇÓÒÇÎË ×ËÂ-

ÔÍÑ ÄÄËÆÖ ÐÇÒÓÇÆÔÍÂÊÖÇÏÑÔÕË ÊËÅÊÂÅÑÄ ÐÂÖÚÐÑÌ ×ÂÐÕÂÊËË

[8].

ªÊÄÇÔÕÐÑ, ÚÕÑ ¿ÌÐÛÕÇÌÐÖ, ÍÑÕÑÓÞÌ ÍÓÑÏÇ ÄÔÇÅÑ

ÒÓÑÚÇÅÑ ÃÞÎ Ë ÍÑÐÔÕÓÖÍÕÑÓÑÏ, Ë ËÊÑÃÓÇÕÂÕÇÎÇÏ, ÒÓËÐÂÆ-

ÎÇÉËÕ ÂÄÕÑÓÔÕÄÑ ÊÐÂÏÇÐËÕÑÌ ÊÂÆÂÚË Ñ ÚÂËÐÍÂØ [9].

®ÐÑÅËÇ ËÊÄÇÔÕÐÞÇ ÖÚÇÐÞÇ (¬ÑÎÏÑÅÑÓÑÄ, ¬ÂÒËÙÂ,

­ÂÄÓÇÐÕßÇÄ, ³ÂØÂÓÑÄ [10ë13] Ë ÆÓ.) ÔÑÃËÓÂÎË Ë ÒÖÃÎËÍÑ-

ÄÂÎË ËÐÕÇÓÇÔÐÞÇ ÐÇÓÇÛÇÐÐÞÇ ÊÂÆÂÚË. £ ÐÂÔÕÑâÜÇÌ ÔÕÂÕßÇ

ÔÑÆÇÓÉÂÕÔâ ÆÇÔâÕÍË ÐÇÓÇÛÇÐÐÞØ ÊÂÆÂÚ ÅËÆÓÑÆËÐÂÏËÍË

[14].

¯ÇÓÇÛÇÐÐÞÇ ÊÂÆÂÚË ì àÕÑ ÐÇ ÕÑÎßÍÑ ÔËÔÕÇÏÂÕËÊÂÙËâ

ÐÂÖÍË ËÎË ÍÑÎÎÇÍÙËâ ÒÂÓÂÆÑÍÔÑÄ, ÐÑ Ë ÒÓÑÅÓÂÏÏÂ ÆÇÌ-

ÔÕÄËÌ. ¯ÂËÃÑÎÇÇ à××ÇÍÕËÄÐÑ ÄÞÆÇÎÇÐËÇ ÐÇÓÇÛÇÐÐÞØ

ÊÂÆÂÚ Ä ÏÂÕÇÏÂÕËÍÇ ì ÊÆÇÔß ÑÐË ËÏÇáÕ ÚÇÕÍÖá ÕÇÑÓÇÏ-

ÐÖá ×ÑÓÏÖÎËÓÑÄÍÖ. ¯ÂÒÓËÏÇÓ, ÊÐÂÏÇÐËÕÞÇ "¬ÑÖÓÑÄ-

ÔÍËÇ ÕÇÕÓÂÆË", ËÊÆÂÄÂÇÏÞÇ Ô 1962 Å., ÔÑÆÇÓÉÂÕ ÒÓËÏÇÓÐÑ

800 ÕÂÍËØ ÊÂÆÂÚ ÒÑ ÕÇÑÓËË ÅÓÖÒÒ, ÐÇÍÑÕÑÓÞÇ ËÊ ÐËØ ÖÉÇ

1. Введение в принцип работы паровой турбины

Се­год­ня мы по­зна­ко­мим­ся с устрой­ством па­ро­вой тур­би­ны и на­учим­ся вы­чис­лять ко­эф­фи­ци­ент по­лез­но­го дей­ствия (КПД) теп­ло­вой ма­ши­ны.

На про­шлом за­ня­тии мы рас­смат­ри­ва­ли устрой­ство, осо­бен­но­сти и прин­цип ра­бо­ты дви­га­те­ля внут­рен­не­го сго­ра­ния. Дви­га­тель внут­рен­не­го сго­ра­ния яв­ля­ет­ся видом теп­ло­во­го дви­га­те­ля, ко­то­рый по­лу­чил ос­нов­ное при­ме­не­ние на транс­пор­те. Дру­гим важ­ным видом теп­ло­во­го дви­га­те­ля яв­ля­ет­ся па­ро­вая тур­би­на. Пре­иму­ще­ством па­ро­вой тур­би­ны над дви­га­те­лем внут­рен­не­го сго­ра­ния яв­ля­ет­ся то, что в ней нет ци­лин­дров, ша­ту­на, ко­лен­ча­то­го вала, а вся ра­бо­та со­вер­ша­ет­ся паром непо­сред­ствен­но при дви­же­нии вала, на ко­то­ром укреп­ле­ны ло­пат­ки тур­би­ны. Таким об­ра­зом, в па­ро­вой тур­бине мень­ше узлов, в ко­то­рых могут про­ис­хо­дить по­те­ри по­лез­ной ра­бо­ты.

 

На про­шлом уроке мы по­зна­ко­ми­лись с изоб­ре­те­ни­ем древ­не­го уче­но­го Ге­ро­на Алек­сан­дрий­ско­го (рис. 1), ко­то­рое на­зы­ва­ет­ся Эо­ли­пил (рис. 2). Прин­цип ра­бо­ты устрой­ства, ко­то­рое ско­рее было иг­руш­кой, неже­ли по­лез­ным ра­бо­чим при­бо­ром, ос­но­вы­вал­ся на вра­ще­нии сфе­ри­че­ско­го эле­мен­та, из ко­то­ро­го вы­хо­дил го­ря­чий пар, об­ра­зо­ван­ный разо­гре­той водой. Это при­ми­тив­ное устрой­ство уже можно счи­тать пер­вым про­об­ра­зом па­ро­вой тур­би­ны.

Герон Алек­сан­дрий­ский

Рис. 1. Герон Алек­сан­дрий­ский

Эо­ли­пил

Рис. 2. Эо­ли­пил

2. Устройство и принцип работы паровой турбины

Рас­смот­рим устрой­ство ос­нов­ных эле­мен­тов тур­би­ны (рис. 3): на вал на­са­жен диск, на ко­то­ром рас­по­ло­же­но мно­же­ство ло­па­стей, изо­гну­тых под опре­де­лен­ным углом, на­про­тив ло­па­стей рас­по­ла­га­ют­ся сопла, из ко­то­рых по­сту­па­ет пар и за­став­ля­ет вра­щать­ся тур­би­ну. Пар может раз­го­нять вал тур­би­ны до 30 000 обо­ро­тов в ми­ну­ту, при этом мощ­ность наи­луч­ших об­раз­цов па­ро­вых тур­бин (рис. 4), из­го­тов­лен­ных на се­го­дняш­ний день, может до­сти­гать 1 500 000 кВт.

Устрой­ство па­ро­вой тур­би­ны

Рис. 3. Устрой­ство па­ро­вой тур­би­ны

па­ро­вая тур­бина

Рис. 4.

3. Коэффициент полезного действия (КПД)

Глав­ной ха­рак­те­ри­сти­кой лю­бо­го тех­ни­че­ско­го устрой­ства и теп­ло­вой ма­ши­ны в част­но­сти яв­ля­ет­ся ко­эф­фи­ци­ент по­лез­но­го дей­ствия, ко­то­рый со­кра­щен­но в виде аб­бре­ви­а­ту­ры на­зы­ва­ют КПД.

Опре­де­ле­ние. Ко­эф­фи­ци­ент по­лез­но­го дей­ствия (КПД) – ха­рак­те­ри­сти­ка эф­фек­тив­но­сти си­сте­мы (устрой­ства, ма­ши­ны) в от­но­ше­нии пре­об­ра­зо­ва­ния или пе­ре­да­чи энер­гии.

Обо­зна­че­ние КПД:  «эта».

 

Еди­ни­цы из­ме­ре­ния КПД: чаще всего в %, но ино­гда из­ме­ря­ют и про­сто чис­лом, в виде так на­зы­ва­е­мой доли, на­при­мер, 50% = 0,5. КПД яв­ля­ет­ся без­раз­мер­ной ве­ли­чи­ной.

Ко­эф­фи­ци­ент по­лез­но­го дей­ствия яв­ля­ет­ся наи­бо­лее важ­ной для любых тех­ни­че­ских устройств ве­ли­чи­ной, т. к. поз­во­ля­ет оце­ни­вать эф­фек­тив­ность ра­бо­ты ме­ха­низ­ма, а сле­до­ва­тель­но, це­ле­со­об­раз­ность и даже об­ласть его ис­поль­зо­ва­ния.

4. Устройство тепловой машины

Рас­смот­рим прин­ци­пи­аль­ное устрой­ство лю­бо­го теп­ло­во­го дви­га­те­ля (ма­ши­ны): он со­сто­ит из на­гре­ва­те­ля, ра­бо­че­го тела и хо­ло­диль­ни­ка. Под тер­ми­ном «хо­ло­диль­ник» под­ра­зу­ме­ва­ет­ся окру­жа­ю­щая среда, ко­то­рая за­би­ра­ет остат­ки тепла у теп­ло­вой ма­ши­ны, а не сам бы­то­вой при­бор под од­но­имен­ным на­зва­ни­ем. На­гре­ва­тель – это эле­мент, пе­ре­да­ю­щий тепло, на­при­мер, сго­ра­е­мое топ­ли­во. В ре­зуль­та­те сго­ра­ния топ­ли­ва об­ра­зу­ет­ся ра­бо­чее тело, в любом теп­ло­вом дви­га­те­ле в ка­че­стве ра­бо­че­го тела вы­сту­па­ет газ, на­при­мер, пар, как в слу­чае с па­ро­вой тур­би­ной. Имен­но в на­гре­том со­сто­я­нии газ и со­вер­ша­ет ра­бо­ту, а оста­ток тепла пе­ре­да­ет­ся хо­ло­диль­ни­ку.

5. КПД тепловой машины

Озна­ко­мим­ся со схе­мой и фи­зи­че­ским прин­ци­пом ра­бо­ты теп­ло­вой ма­ши­ны (рис. 5). От на­гре­ва­те­ля тепло () пе­ре­да­ет­ся ра­бо­че­му телу (Р. Т.), т. е. газу, ко­то­рый об­ра­зо­вал­ся в ре­зуль­та­те сго­ра­ния топ­ли­ва, ра­бо­чее тело со­вер­ша­ет ра­бо­ту (), остат­ки неиз­рас­хо­до­ван­но­го на по­лез­ную ра­бо­ту тепла () пе­ре­да­ют­ся хо­ло­диль­ни­ку.

Схема теп­ло­вой ма­ши­ны

Рис. 5. Схема теп­ло­вой ма­ши­ны

Фор­му­ла для вы­чис­ле­ния КПД теп­ло­вой ма­ши­ны:

Где .

Обо­зна­че­ния:

по­лез­ная ра­бо­та, ко­то­рую со­вер­ша­ет ра­бо­чее тело, Дж;

ко­ли­че­ство теп­ло­ты, ко­то­рое пе­ре­дал ра­бо­че­му телу на­гре­ва­тель, Дж;

 

ко­ли­че­ство теп­ло­ты, ко­то­рое ра­бо­чее тело пе­ре­да­ло хо­ло­диль­ни­ку, Дж.

Объяснение: