Тепловым двигателем называется устройство превращать полученное количество теплоты в механическую работу. Механическая работа в тепловых двигателях производится в процессе расширения некоторого вещества, которое называется рабочим телом. В качестве рабочего тела обычно используются газообразные вещества (пары бензина, воздух, водяной пар). Рабочее тело получает (или отдает) тепловую энергию в процессе теплообмена с телами, имеющими большой запас внутренней энергии. К тепловым двигателям относятся: • паровые машины, • двигатели внутреннего сгорания (ДВС), • реактивные двигатели, • паровые и газовые турбины, • холодильные машины.
Теплово́й дви́гатель — тепловая машина, превращающая тепло в механическую энергию. Использует зависимость теплового расширения вещества от температуры. Действие теплового двигателя подчиняется законам термодинамики. Для работы необходимо создать разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Для работы двигателя обязательно наличие топлива. Это возможно при нагревании рабочего тела (газа) , который совершает работу за счёт изменения своей внутренней энергии. Повышение и понижение температуры осуществляется, соответственно, нагревателем и холодильником.
С самого зарождения авиации самолет приводили в движение тепловые двигатели. Двигателем летательного аппарата, созданного в 1882 г. русским офицером А. Ф. Можайским, была паровая машина. Через 20 лет в воздух поднялся самолет братьев Райт. На их самолете работал бензиновый двигатель. Недостатком использования ДВС является то, что они не пригодны для использования для больших скоростей и высот. Поэтому стали использовать новые двигатели — реактивные.
Был предложен вариант вечного двигателя, казалось бы нарушающего 2 закон термодинамики. Если не использовать холодильник и нагреватель, а просто встроить в поршень демона Максвелла, который будет пропускать в одну сторону горячие молекулы, а в другую холодные, то поршень придёт в движение. Если дать команду демону пропускать молекулы в другом направлении, поршень спустя какое-то время двинется в обратном направлении
Дано:
V=1 л=0.001 м^3.
p=10^5 Па.
Eк=10^(-20) Дж.
Найти: v,m=?
p=2/3*n*Eк;
n=10^5/(2/3*10^(-20))=1.5*10^25 м^(-3).
n=N/V;
N=n*V=1.5*10^25*0.001=0.0015*10^25 молекул.
v=N/Na=(0.0015*10^25)/(6*10^23)=0.00025*10^2=0.025 моль.
v=m/M;
M(He)=4.0026 г/моль;
m=v*M=0.025*4.0026=0.1 г.