Қазақша рефераттар

Газ турбиналары

Сабақтың тақырыбы

10-сынып физика. Тақырып: жылу қозғалтқыштары, ПӘК (пайдалы әрекет коэффициенті), жылу қозғалтқыштарының рөлі және қоршаған ортаны қорғау.

Білімділік

Жылу қозғалтқыштары, ПӘК және экология ұғымдарымен танысу.

Дамытушылық

ПӘК-ке есептер шығаруды үйрену, термодинамиканың II заңының қолданылуын түсіну, қоршаған ортаны қорғау дағдыларын дамыту.

Тәрбиелік

Экологиялық тәрбие беру, табиғатты аялауға үйрету.

Сабақтың ұйымдастыруы

Әдісі мен түрі

  • Әдісі: баяндау, сұрақ–жауап.
  • Түрі: аралас сабақ.

Ресурстар мен байланыс

  • Көрнекілік: плакаттар, электронды оқулық, дидактикалық материалдар.
  • Пәнаралық байланыс: табиғаттану, география, химия.

Ұйымдастыру кезеңі

Амандасу

Сабаққа психологиялық дайындық, жұмыс ырғағын белгілеу.

Оқушыларды түгендеу

Қатысымды белгілеу, құрал-жабдықтың дайын екенін тексеру.

Үй тапсырмасын тексеру

Өткен тақырып бойынша сұрақтар арқылы қайталау.

Өткенді қайталау сұрақтары

  1. 1. Изотермиялық процесс кезінде идеал газдың ішкі энергиясы қалай өзгереді?
  2. 2. Изохоралық процесте жұмыс істеле ме?
  3. 3. Изобаралық процесс кезіндегі жұмыс туралы түсінік беріңдер.
  4. 4. Изобаралық процесте газдың істейтін жұмысын қалай табуға болады?
  5. 5. Изотермиялық ұлғаюда газ күйін график арқылы сипаттаңдар.
  6. 6. Адиабаталық процесс деген не?
  7. 7. Термодинамиканың I заңы деген не?
  8. 8. Қандай процесс қайтымсыз болып саналады?
  9. 9. Екінші текті мәңгілік қозғалтқыш деген не?

Жаңа тақырып: жылу қозғалтқыштары және ПӘК

Негізгі анықтама

Жүйенің ішкі энергиясын механикалық энергияға түрлендіретін құрылғылар жылу машиналары немесе жылу қозғалтқыштары деп аталады.

Жылу қозғалтқыштарының негізгі түрлері

  • Турбиналық (газ турбиналары: ұшақтарда, кемелерде, локомотивтерде).
  • Реактивті (зымырандар мен реактивті ұшақтарда).
  • Поршенді (автокөліктерде, ауыл шаруашылығы техникасында).

Энергетикалық баланс

Жұмыс формуласы

A = Q1 − Q2

  • Q1 — қыздырғыштан (жылытқыштан) алынатын жылу мөлшері.
  • Q2 — тоңазытқышқа берілетін жылу мөлшері (атмосфераға немесе арнайы салқындатқышқа).

ПӘК анықтамасы

Қозғалтқыштың пайдалы әрекет коэффициенті — қозғалтқыштың істеген жұмысының (A) жылытқыштан алған жылу мөлшеріне (Q1) қатынасы.

η = (Q1 − Q2) / Q1 · 100%

Карно шегі (1824, Сади Карно)

Идеал (қайтымды) жылу машинасы үшін мүмкін болатын ең жоғары ПӘК қыздырғыш пен тоңазытқыш температураларына тәуелді:

η = (T1 − T2) / T1

  • T1 — қыздырғыштың температурасы.
  • T2 — тоңазытқыштың температурасы.

Цикл (дөңгелек процесс) ұғымы

Газ әрі қарай жұмыс істеуі үшін оның күйі бастапқы қалпына қайта келетіндей етіп сығылады. Газ күйінің периодты түрде қайталанып отыратын өзгерістер жиынтығы цикл (дөңгелек процесс) деп аталады.

(Сабақта графиктер арқылы түсіндіруге болады: циклдің тұйық қисық ретінде бейнеленуі және оның физикалық мағынасы.)

Жылу қозғалтқыштарының рөлі және экология

Экономика және өндіріс

Ауыл шаруашылығы мен өндірісте жылу қозғалтқыштарының рөлі өте маңызды. Олар жылу электр стансаларында кеңінен қолданылады және өндірістің көптеген салаларының дамуына ықпал етеді.

Дизель қондырғыларын, іштен жану қозғалтқыштарын, поршенді және турбореактивті қозғалтқыштардысыз қазіргі заманғы көлікті елестету қиын.

Қоршаған ортаға әсері

Экономикалық мәселелер шешілгенімен, жылу қозғалтқыштарынан бөлінетін зиянды қалдықтар атмосфераны ластаумен және адам өмір сүретін ортаға әсер етумен байланысты.

Атмосфераның ластануы

Атмосфера табиғи және жасанды (антропогендік) жолмен ластанады. Жасанды ластаушылардың негізгі көздерінің бірі — транспорт, әсіресе автомобиль жанармайының жану өнімдері.

Автокөлік шығарындыларының құрамы (деректер)

Француз ғалымы Ж. Детридің есептеулері бойынша, автомобильдерден бөлінетін газ құрамында 200-ге жуық компонент болады. Мысалы:

Компонент Үлесі
Көмірқышқыл газы (CO₂) 9%
Көміртек оксиді (CO) 4%
Көмірсутектер 0,5%
Оттек (O₂) 4%
Сутек (H₂) 2%
Альдегидтер 0,004%
Азот оксидтері (NOₓ) 0,06%
Күкірт оксидтері (SOₓ) 0,006%

Қорғасын мәселесі

Кей деректер бойынша, транспорттан бөлінетін газ қоспаларында қорғасын үлесі болуы мүмкін. Оның шамамен 40%-ы диаметрі 5 мкм-ге дейін болғандықтан, ауада ұзақ сақталып, адам организміне түсу қаупін арттырады.

Толық жанбау өнімдері

Жанармайдың толық жанбауы көміртек оксиді және басқа да зиянды қосылыстардың бөлінуіне әкеледі. Бұл факторлар ауа сапасын төмендетіп, денсаулыққа кері әсер етеді.

Тақырыпты бекіту: есептер

№671 есеп

Берілгені

  • T1 = 117°C = 390 K
  • T2 = 27°C = 300 K
  • t = 1 c
  • Q1 = 60 кДж = 6·104 Дж

Шешуі

1) Карно бойынша ПӘК

η = (T1 − T2) / T1 · 100%

η = (390 − 300) / 390 · 100% ≈ 23%

2) Q2 табу

η = (Q1 − Q2) / Q1 ⇒ Q2 = Q1(1 − η)

Q2 = 6·104(1 − 0,23) ≈ 4,6·104 Дж = 46 кДж

3) Қуат N

A = Q1 − Q2 = (60 − 46) кДж = 14 кДж

N = A / t = 14 кДж / 1 c = 14 кВт

№672 есеп

Берілгені

  • Q1 = 1 кДж = 1000 Дж
  • A = 300 Дж
  • T2 = 280 K

Шешуі

1) ПӘК

η = A / Q1 · 100% = 300 / 1000 · 100% = 30%

2) T1 табу

η = (T1 − T2) / T1 = 1 − T2/T1

T1 = T2 / (1 − η) = 280 / 0,7 = 400 K

Үй тапсырмасы

§38 және §39.