1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое экологические проблемы использования тепловых двигателей

Мой конспект — конспекты, шпаргалки, лекции

Наши партнеры

Экологические проблемы использования тепловых двигателей

В своей жизни мы постоянно встречаетесь с различными двигателями. Они приводят в движение автомобилям и самолетам, тракторам, кораблям и железнодорожным локомотивам. Электрический ток вырабатывается преимущественно с помощью тепловых машин. Именно появление и дальнейшее распространение тепловых машин обеспечили возможность для быстрого развития промышленности в XVIII -XX вв.

Работа тепловых машин связана с использованием ископаемого топлива. Современное мировое сообщество использует энергетические ресурсы в огромных масштабах. Например, за 2007 год энергопотребление составило примерно 5.1017 кДж.

Все тепловые потери в различных тепловых двигателях приводят к повышению внутренней энергии окружающих тел и, в конце концов, атмосферы. Казалось бы, что выработка 5.1017 кДж энергии за год, отнесенная к площади освоенной человеком суши (8,5 млрд. га), даст незначительную величину 0,15 Вт/м2 сравнению с поступлением лучистой энергии Солнца на земную поверхность: 1,36 кВт/м2.

Топки тепловых электростанций, двигатели внутреннего сгорания автомобилей, самолетов и других машин выбрасывают в атмосферу вредные для человека вещества, например сернистые соединения, оксиды азота, углеводороды, угарный газ, хлор и т.д.. Эти вещества попадают в атмосферу, а из нее — в разные части ландшафта. Оксиды серы и азота сочетаются с атмосферной влагой, образуя серную и нитратную кислоты.

Загрязнение воздуха и водоемов, гибель хвойных лесов и много других свидетельств катастрофического положения природы отмечено в ряде регионов Украины и азиатской части России.

Применение паровых турбин на электростанциях требует много воды и больших площадей, отводимых под ставки для охлаждения отработанного пара. С увеличением мощности электростанций потребность в воде и новых площадях резко возрастает.

Огромное количество продуктов сгорания топлива, в частности, углекислый газ, обусловливающие возникновение так называемого «парникового эффекта». Дело в том, что углекислый газ свободно пропускает энергию солнечного излучения к Земле, но не «выпускает» обратно в космическое пространство тепловое излучение нагретой Солнцем поверхности Земли. В результате температура воздуха вблизи земной поверхности повышается.

Усиление парникового эффекта, обусловленное выбросами больших количеств углекислого газа, может привести к глобальному потеплению, что чревато катастрофическими последствиями. Например, оно уже начало приводить к таянию полярных льдов и горных ледников, и, если парниковый эффект будет усиливаться, уровень Мирового океана начнет подниматься. По некоторым оценкам, он может подняться более чем на метр, что приведет к затоплению огромных прибрежных территорий.

Похожие материалы:

  1. Принцип действия тепловых двигателей
  2. Защита окружающей среды от тепловых двигателей
  3. Экологические проблемы и их преодоление
  4. Экологические проблемы в начале XXI в.
  5. Закон сохранения и превращения энергии в тепловых и механических процессах

Вы устали искать подходящие конспекты, лекции и семинары? Тогда Вы попали на самый полезный сайт в этой отрасли! У нас собраны лучшие методические учебные материалы по всем направлениям обучения: география, биология, физика, химия, история, философия, психология, экономика, политология и др. Желаем Вам самых высоких оценок иуспешного сдания зачетов и экзаменов. Успехов!

Экологические проблемы использования тепловых двигателей

Сохранение земли – важная задача, ведь прогресс ведет к неизбежным изменениям и загрязнению окружающей среды. Одна из проблем, которая сильно влияет на загрязнение это применение тепловых машин.

История создания и принцип действия

Тепловой двигатель – устройство, превращающее тепловую энергию в механическую. Древнегреческий учёный Герон Александрийский ещё в первом веке до н. э. описал в трактате «Пневматика» паровую турбину, которую назвал шаром Эола. Во втором веке появились первые примитивные устройства в Риме. Реактивный двигатель известен человечеству с далёких времён. Он применялся для образования реактивных снарядов и фейерверков в Китае и других азиатских государствах в XIII веке. Современные тепловые двигатели начали появляться в конце XVIII века. И. Ползунов — изобретатель из Алтая в 1764 году предложил проект первого аппарата в мире, который использовал горячий пар для превращения теплоты в механическую энергию. Испытания установки были успешно завершены в конце 1765 года. Машина была работоспособной, но широкого применения не получила. Патентное право на паровой агрегат не был оформлен. Сегодня изобретателем первой паровой установки считается Джеймс Уатт – изобретатель из Англии.

Читать еще:  Двигатель qg16 на какие авто

Для работы двигателя нужна разность давлений по обе стороны поршня двигателя. Она создаётся при нагревании рабочего тела (сгорание топлива). После повышения температуры на сотни градусов, газ, обладая достаточной внутренней энергией, расширяется и совершает работу. Пока не охладится до температуры окружающей среды.

Виды тепловых двигателей:

  1. Двигатель Стирлинга — тепловой агрегат, принцип действия которого заключается в круговороте газообразного или жидкого рабочего тела в замкнутом пространстве. Само вещество периодически охлаждается и нагревается. Работа совершается при изменении объёма рабочего тела.
  2. Паровая машина, при её применении не используется редуктор. В качестве тягового двигателя она лучше двигателя внутреннего сгорания. К недостаткам устройства относятся: вес аппарата, небольшая скорость, низкий КПД, постоянное применение воды и топлива.
  3. Двигатель внутреннего сгорания, во время его работы часть сгорающего топлива преобразуется в работу. ДВС классифицируют в зависимости от:
  • потреблённого топлива (бензин, бутан, солярка, пропан, солярка, метан);
  • приготовления смеси (инжектор, карбюратор, дизель);
  • цикла работы (2–4 тактные моторы);
  • превращение энергии (поршень, турбина или комбинация).

Э. Ленуар в 1860 году создал первый ДВС. Четырёхтактный двигатель применяют в автомобилях.

  1. Роторные моторы внутреннего сгорания. Как поршень, здесь работает ротор в специальном пространстве. В нём существуют отверстия впуска и выпуска и свеча зажигания. Для роторного мотора даже подойдёт дешёвое горючее.
  1. Реактивные, ракетные тепловые двигатели. Работают установки из-за силы тяги, созданной от отдачи выхлопных газов. Могут функционировать в пространстве без воздуха.
  2. Турбовинтовые двигатели — тип газотурбинного двигателя, в котором основная часть энергии горячих газов используется для привода воздушного винта через понижающий частоту вращения редуктор, и лишь небольшая часть энергии составляет выхлоп реактивной тяги.

В чём экологические проблемы использования тепловых машин

Проблема №1 заключается в нагревании окружающей среды, атмосферы. Вследствие чего наблюдается глобальное потепление и таяние ледников. Влияние на экологию:

  • загрязнение атмосферы азотными и серными веществами;
  • из воздуха используется кислород;
  • выделяется углекислый газ;
  • >50% загрязнений воздуха происходит из-за автомобилей (2–3 млн тонн свинца выбрасывается каждый год);
  • топливо полностью не сгорает, при этом в атмосферу выделяются около 200 млн тонн сажи, золы, 70 тонн оксида серы.

Как происходит загрязнение

При работе теплового двигателя сжигаются нефть и уголь с выбросом серных и азотных соединений. Постоянное выделение теплоты в атмосферу приводит к увеличению средней температуры на Земле. С использованием тепловых машин вырос объём углекислого газа в воздухе — это может создать «парниковый эффект». Ежегодное повышение температуры на планете в дальнейшем приведёт к полной перемене климата (как считают учёные).

Негативное влияние на экологию

Вред, связанный с применением тепловых двигателей давно доказан. Они издавна загрязняли окружающий воздух. Дополнительный отрицательный эффект был связан с составом дыма. Мелкодисперсная угольная пыль попадала в лёгкие человека. Химический состав выбросов современного транспорта ещё хуже. Поэтому наблюдаются болезни лёгких: аллергические, обструктивные изменения; онкологические заболевания.

Читать еще:  Что такое кпа в дизельном двигателе

Экологические проблемы использования тепловых двигателей:

  1. кислотные дожди;
  2. разрушение озонового слоя;
  3. парниковый эффект.

Заключение

Проблемы, связанные с отрицательным воздействием тепловых машин на окружающую атмосферу, никто не отрицает и человечество всё больше внимания обращает на них. Постепенно люди начинают использовать электроавтомобили, больше электровозов, отказываясь от тепловых двигателей.

Экологические проблемы использования тепловых двигателей, способы решения:

  1. Совершенствование теплодвигателей.
  2. Вторичное применение выхлопных газов.
  3. Альтернативные виды энергии.

Задания для оценки знаний по теме «Экологические проблемы использования тепловых машин» с ответами

Автор: Гановичева Мария Анатольевна,учитель физики, КГУ «Средняя школа №13», г. Усть-Каменогорск.
Описание: задания открытого типа предпочтительны при изучении тем, связанных с интеграцией предметов, они поощряют учащихся к анализу изучаемого материала, способствуют развитию личности школьника и предполагает развитие навыков высокого порядка.

Назначение материала: обмен опытом с коллегами.
Задания для формативного оценивания не следует использовать все в течении одного урока.
Задания №1,2,4 можно использовать при проведении суммативных работ за четверть или раздел «Основы динамики», задание №3 можно предложить как домашнее задание или выполнять только его в течении урока.

Цели обучения:
8.3.2.20 описывать принцип работы двигателя внутреннего сгорания и паровой турбины,
8.3.2.23 оценивать влияние тепловых машин на экологическое состояние окружающей среды.

Критерии оценивания:
соотносит название тепловой машины с описанием ее работы;
читает диаграмму, сравнивает КПД различных тепловых машин;
оценивает потери энергии и полезную работу в тепловых двигателях;
определяет причинно-следственные связи работы тепловых машин с экологическими проблемами;
предлагает пути решения экологических проблем.
Уровень мыслительных навыков: знание и понимание, анализ, оценка.

Задание 1.Соотнесите описание работы теплового двигателя с его названием
Время на выполнение: 3 мин

A) Двигатель, в котором пар или нагретый до высокой температуры газ вращает вал при помощи колеса с лопастями
B) Двигатель, в котором энергия сгоревшего топлива вращает вал при помощи поршня, шатуна и коленчатого вала
C) Двигатель, в котором нагретое рабочее тело отбрасывается с большой скоростью, за счет чего образуется сила, толкающая двигатель в противоположном направлении

1. двигатель внутреннего сгорания
2. ионный двигатель
3. солнечный коллектор
4. паровая турбина
5. реактивный двигатель
6. электродвигатель
[3]

Задание 2.Рассмотрите на диаграмме информацию о КПД паровой турбины, двигателя внутреннего сгорания, реактивного двигателя; ответь на вопросы.
Время на выполнение: 7 мин

A) Запиши численные значения КПД паровой турбины __________, [1]
двигателя внутреннего сгорания_________, [1]
реактивного двигателя__________. [1]
B) Какой двигатель более эффективный?_____________________________________________________________[1]
C) Почему?_____________________________________________________________[1]
D) К каким двум проблемам приводит использование тепловых двигателей?
____________________________________________________________________________[1]

Задание 3 Дифференцируй экологические проблемы по видам, предложи варианты их решения и представь свой ответ в виде кластера «Экологические проблемы использования тепловых машин и пути их решения» .
Время на выполнение: 15 мин
[4]

Задание 4 Определи причинно-следственные связи экологических проблем, которые вызваны использованием тепловых машин и запиши в виде коротких фраз на «схему-дерево».
Время на выполнение: 8 мин

Дескрипторы к заданиям.
1 задание (3 балла)
соотносит название паровой турбины с описанием ее работы,
соотносит название ДВС с описанием его работы,
соотносит название реактивного двигателя с описанием его работы.
Верные ответы: А-4, В-1, С-5.

2 задание (7 баллов)
Записывает численное значение КПД паровой турбины
Записывает численное значение КПД двигателя внутреннего сгорания
Записывает численное значение КПД реактивного двигателя
Определяет по диаграмме тепловую машину с максимальным КПД
Сравнивает потери энергии и полезную работу в тепловых двигателях
Описывает экологические проблемы и проблемы ресурсов, создаваемые тепловыми двигателями (2 балла)

Читать еще:  В каком году изобрели первый паровой двигатель

3 задание (4 балла)
описывает экологические проблемы, создаваемые тепловыми двигателями (2 балла)
предлагает пути решения экологических проблем (2 балла)
При оценивании следует учесть, что используемое построение предложений может отличаться, важно смысловое соответствие.

Варианты ответа
экологические проблемы: природные аномалии, глобальное потепление, токсичные выбросы в атмосферу, повышенная заболеваемость жителей города.
пути решения экологических проблем: использование водорода в качестве топлива, использование электромобилей, использование альтернативных источников энергии.

4 задание (4 балла)
называет причину экологических проблем, помещая ее на корни схемы-дерева (1Б)
называет последствия применения тепловых двигателей, помещая их на листву схемы-дерева(3Б)
При оценивании ответов следует учесть , что ученик может использовать другие словосочетания, важно смысловое соответствие.
Варианты ответа
причина: сгорание топлива в тепловых двигателях
следствия: разрушение озонового слоя, увеличение углекислого газа в атмосфере, парниковый эффект, изменение климата.

Экологические проблемы использования тепловых машин

Экологические проблемы использования тепловых машин. Топки тепловых электростанций, двигатели внутреннего сгорания автомобилей, самолетов и других машин выбрасывают в атмосферу вредные для человека, животных и растений вещества, например сернистые соединения, оксиды азота, углеводороды, оксид углерода, хлор. Эти вещества попадают в атмосферу, а из нее- в различные части ландшафта.

Слайд 13 из презентации «Тепловой двигатель» к урокам физики на тему «Тепловой двигатель»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке физики, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как. ». Скачать всю презентацию «Тепловой двигатель.ppt» можно в zip-архиве размером 4382 КБ.

Тепловой двигатель

«Создание автомобиля» — Первоначально планировалось, что автомобили будут перевозить именно людей, а не грузы. Описать развитие автомобиля. Предложить самостоятельные исследования учащимся. Рассказать про создание первого автомобиля. История автомобиля — как все начиналось. Автомобилем называют устройство с мотором для передвижения пассажиров или грузов.

«Тепловой двигатель» — Архимед. Электромобили. История создания теплового двигателя. Современные экологически чистые двигатели. Современные тепловые двигатели. Экологические проблемы использования тепловых машин. В городском цикле автомобиль задействует около 3 л. с. двигателя. Леонардо Да Винчи. Внутреннего сгорания Ракетные Газотурбинные Ядерный.

«Тепловые машины» — Кто и когда изобрёл? Паровая турбина. 1770г. Первый паровой автомобиль. Тепловой машиной называется устройство, в котором внутренняя энергия превращается в механическую. Цена за один литр: дизельное топливо 15 руб., бензин 18 руб. Цикл Карно. Двигатель внутреннего сгорания. Коэффициент полезного действия некоторых тепловых машин.

«Тепловые двигатели КПД тепловых двигателей» — Открой листок самоконтроля на рабочем столе. Совершает работу. Наука своими корнями уходит в практику. H2 O. W. Листок самоконтроля. Знать. Q1. Тепловой двигатель — устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию. При адиабатном процессе газом была совершена работа 150 Дж.

«Подвесные двигатели» — Система очитки топливной системы fuel system clean. OUTBOARD TECH 2T ?TECHNOSYNTHESE NMMA TC-W3 Высокая производительность. Technosynthese api sj защита двигателя. Рекомендации производителей. YAMAHA – производство оригинального масла yamalube для европейского рынка; Гамма motul для 2т подвесных двигателей.

«Первые паровозы» — А потребность в пассажирских перевозках всё увеличивалась. В первой половине 19 века паровозы в Россию, в основном, ввозились из за рубежа. Между Петербургом и Царским Селом открыли железную дорогу длинной 27 км. 12 ноября 1837г. В конце 19 века Россия по густоте железных дорог резко отставала от Европы.

Всего в теме «Тепловой двигатель» 31 презентация

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector