Каково рабочее вещество теплового двигателя? Какие процессы включены в цикл двигателя? Как изменяется температура газа

Рабочее вещество теплового двигателя:
Рабочее вещество теплового двигателя - это вещество, используемое для преобразования тепловой энергии в механическую работу. Внутренними сгораниями двигателями в качестве рабочего вещества обычно служит смесь топлива и воздуха, такая как бензин или дизельное топливо. Примерами других рабочих веществ могут быть вода или пар.

Процессы в цикле двигателя:
Цикл двигателя состоит из четырех основных процессов:
1. Подача сжатого рабочего вещества - рабочее вещество сжимается, что приводит к его повышению давления и температуры.
2. Сгорание топлива - топливо смешивается с воздухом и поджигается, что приводит к высокой температуре газов и увеличению давления внутри двигателя.
3. Расширение газов - продукты сгорания расширяются, что создает давление, приводящее к механической работе.
4. Выпуск отработанных газов - отработанные газы удаляются из цилиндра двигателя.

Изменение температуры газа в изобарическом процессе:
В изобарическом процессе давление газа остается постоянным, а температура изменяется. Если увеличить количество тепла, подведенного к газу, его температура увеличится, а если уменьшить количество тепла, температура газа снизится. Температура газа в изобарическом процессе пропорциональна количеству теплоты, подведенного к газу.

Изменение давления газа в изотермическом процессе:
В изотермическом процессе температура газа остается постоянной, а давление изменяется. Если увеличить объем газа при постоянной температуре, его давление уменьшится, а если уменьшить объем газа, давление увеличится. Давление газа в изотермическом процессе обратно пропорционально его объему.

Начальная температура:
Начальная температура установлена в зависимости от конкретного случая и типа двигателя. В технических спецификациях или инструкциях по эксплуатации должны быть указаны начальные параметры работы двигателя.

Построение графика цикла в координатах Р-V:
График цикла теплового двигателя в координатах давление-объем (Р-V) называется циклом Карно или циклом диаграмма. График представляет график, в котором давление отложено по оси ординат, а объем - по оси абсцисс. Цикл состоит из четырех тактов, представленных ломаными линиями. Кривая, представляющая процесс расширения газа, называется изобарой, а кривая, представляющая изотермический процесс, называется изотермой. График цикла позволяет наглядно представить изменение параметров газа во время работы двигателя.

Определение КПД теплового двигателя:
КПД (Коэффициент полезного действия) теплового двигателя определяется как отношение механической работы, которую можно получить от двигателя, к полной тепловой энергии, подведенной к двигателю. Математически записывается как КПД = полезная работа / входная тепловая энергия. Чем выше КПД, тем эффективнее работает двигатель.