Тепловой двигатель

Тепловой двигатель - это устройство, преобразующее тепловую энергию в иные формы энергии (например, в механическую). Тепловой двигатель состоит из таких основных компонентов:

1) рабочего тела (пара, газа), которое нагреваясь во время сгорания топлива и расширяясь, способно выполнять работу;

2) нагревателя – тела или среды с температурой большею, чем та, которую имеет рабочее тело;

3) холодильника - тела или среды с температурой меньшею, чем у рабочего тела. Необходимым условием работы теплового двигателя является использование кругового процесса (цикла), то-есть замкнутого термодинамического процесса, в результате которого система возвращается в исходное состояние. Схема теплового двигателя представлена на рис. 8.11.

Рис. 8.11. Схема теплового двигателя

Эффективность работы теплового двигателя характеризуется его коэффициентом полезного действия (КПД), который равен отношению количества теплоты, преобразованной двигателем в механическую работу А, к количеству теплоты Q₁, полученной от нагревателя:

h = , (8.35)

где Q₂ - количество теплоты, которую рабочее тело отдает холодильнику (Q₂ > 0).

На практике, все тепловые двигатели преобразуют лишь незначительную часть поглощенной энергии в механическую работу. Так, КПД двигателя внутреннего сгорания составляет около 25%, дизельного двигателя - от 35 до 40%.