Информационно-образовательная среда

Задание в прикреплённом файле. Ответы присылать на   oleg.loktionov.1966@mail.ru

Познакомьтесь с творчеством И.Бунина.(напишите в тетради) Прочитайте рассказ "Темные аллеи".Напишите Ваше отношение к событиям,происходящим в рассказе).

Домашнее задание по ПМ 01 МДК 01.01 Тема 1.6 Энергетические установки вагонов для группы Т-45В от 15.01.25.

Внутренняя энергия и механическая работа газов. Первый закон термодинамики.

Внутренняя энергия газа — это суммарная кинетическая энергия теплового движения его частиц плюс потенциальная энергия их взаимодействия друг с другом. 

Для идеального газа внутренняя энергия равна кинетической энергии молекул, потому что потенциальная энергия взаимодействия равна нулю. 

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа сводится к суммарной кинетической энергии поступательного движения его атомов. Эту энергию можно найти, умножив число атомов газа на среднюю кинетическую энергию одного атома. 

Внутренняя энергия идеального газа (масса и химический состав которого неизменны) является функцией только его температуры. 

У реального газа внутренняя энергия будет зависеть ещё и от объёма — ведь при изменении объёма изменяется взаимное расположение частиц и, как следствие, потенциальная энергия их взаимодействия. 

Внутренняя энергия, обуславливаемая движением частиц, даже при незначительных температурах тела всегда в нем присутствует. Ее всегда можно каким-то способом увеличить или уменьшить. Однако величина энергии каждой частицы незначительна.

Для идеального газа внутренняя энергия складывается из кинетических энергий отдельных молекул, поскольку их потенциальная энергия равна нулю. В свою очередь, кинетическая энергия зависит от температуры и массы рассматриваемого газа, но совсем не зависит от его объема.

Если газ имеет многоатомное строение, величина его внутренней энергии будет определяться числом атомов в молекуле. При этом учитывается не только поступательное, но и вращательное движение молекул. Учет проводится по закону равнораспределения энергии по степеням.

Внутреннюю энергию определяют процессы:

¾              тепловое (хаотическое) движение атомов, молекул, ионов (их кинетическая энергия);

¾              взаимодействие частиц между собой (их потенциальная энергия).

Кроме этого, в отдельных случаях могут присутствовать процессы взаимодействия вышеназванных частиц между собой (образуется химическая энергия).

Для полного учета необходимо прибавить и внутриатомную энергию: взаимодействие электронов с ядром и нуклонов внутри него.

Процессы термодинамики подчеркивают, что изменения внутриатомной энергии незначительны. Поэтому в задачах по изменению внутренней энергии тел учитываются реальные кинетическая и потенциальная энергии, точнее, их сумма.

Внутреннюю энергию, для обозначения которой введена буква U, измеряют в специальных единицах — Джоулях (для системы СИ).

В идеальном газе взаимодействия атомов и молекул между собой практически не происходит. Поэтому их U остается равной E_k их вращения и поступательного движения. Из этого следует, что внутренняя энергия идеального газа зависит от температуры. 

Внутренняя энергия — это состояние системы, определяемой такими параметрами, как плотность, объем, температура. При переходе вещества из одного состояния в другое внутренняя энергия изменяется одинаково, независимо от способа этого перехода.

Действие внешних факторов может вызвать изменение формы тела, и, следовательно, расстояния между его молекулами. Тогда потенциальная энергия изменяется. Когда тело при деформации не проявляет упругости, его температура меняется, тепловое движение частиц ведет увеличение кинетической энергии. Деформация является той работой, которая характеризует степень изменения внутренней энергии.

В другом случае рассмотрим изменение внутренней энергии при неупругом столкновении двух тел. Когда их кинетическая энергия снижается, внутренняя увеличивается. Так происходит в случае ударов молотом по наковальне, которая нагревается. Теория о кинетической энергии гласит, что работа является мерой изменения Е_k.

Внутреннюю энергию можно изменить и с помощью силы трения. В результате ее воздействия трущиеся тела нагреваются. Работы этих сил являются мерой того, насколько изменилась внутренняя энергия.

Механическая работа газа — это работа сил, с которыми газ действует на стенки сосуда. Работа над газом — механическая работа сил, с которыми то, что окружает газ, действует на стенки сосуда. 

Некоторые особенности механической работы газов:

В изохорном процессе (V=const) поршень неподвижен, поэтому работа равна нулю. 

При расширении газа (V↑) работа положительна, работа над газом отрицательна. 

При сжатии газа (V↓) работа отрицательна, работа над газом положительна. 

Первый закон термодинамики

Существует две формы передачи энергии от одних тел к другим — это совершение работы одних тел над другими и передача теплоты. Энергия механического движения может переходить в энергию теплового движения и наоборот. В таких переходах энергии выполняется закон сохранения энергии. В применении к процессам, рассматриваемым в термодинамике, закон сохранения энергии именуется первым законом (или первым началом) термодинамики.

Формулировка первого закона термодинамики

Первый закон термодинамики формулируют следующим образом:

Количество теплоты, которое подводится к системе, расходуется на совершение данной системой работы (против внешних сил) и изменение ее внутренней энергии.

Количество теплоты считают положительным, если система тепло получает и отрицательным, если тепло отводится от термодинамической системы. Работа будет больше нуля, если ее совершает система, и работа будет считаться отрицательной, если она совершается над системой внешними силами.

В том случае, если система вернулась в первоначальное состояние, то изменение ее внутренней энергии будет равно нулю.

То есть, принципиально нельзя создать периодически действующую систему (тепловой двигатель), совершающую работу, которая была бы больше, чем количество теплоты, полученное системой извне. Положение о невозможности вечного двигателя первого рода, также является одним из вариантов формулировки первого закона термодинамики.

Контрольные вопросы:

1.                 Что такое внутренняя энергия газа?

2.                 Какой функцией является внутренняя энергия газа?

3.                 Какие процессы определяют внутреннюю энергию газов? 

4.                 Что такое механическая работа газа?

5.                 Как формулируют первый закон термодинамики?

6.                 В каком  случае работа будет считаться положительной?

7.                 В каком  случае работа будет считаться равной нулю?

8.                 В каком  случае работа будет считаться отрицательной? 

Задание в прикреплённом файле. Ответы присылать на   oleg.loktionov.1966@mail.ru

Задание в прикреплённом файле. Ответы присылать на   oleg.loktionov.1966@mail.ru

Задание в прикреплённом файле. Ответы присылать на   oleg.loktionov.1966@mail.ru

Задание в прикреплённом файле. Биографию И.А.Бунина напишите и пришлите сегодня. Остальное - домашнее задание у следующему уроку.

1.    В.1 Роль электрических машин и трансформаторов в электрификации отраслей экономики и на железнодорожном транспорте

Электрификация является стержнем построения экономики общества. Промышленность, сельское хозяйство, транспорт, быт не могут обойтись без широкого применения разнообразных типов электрического оборудования. Одним из основных типов этого оборудования является электрические машины.

  Электрическая машина –  это электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в электрическую или обратно, а также для преобразования электрической энергии с одними параметрами в электрическую энергию с другими параметрами.

Современная электроэнергетика предполагает:

1) производство электрической энергии на электрических станциях;

2)  передачу электрической энергии к месту потребления;

3)  распределение электрической энергии между потребителями;

4)  потребление электрической энергии

Рисунок 1

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях электрическими машинами –  генераторами, преобразующими механическую энергию в электрическую. Основная часть электроэнергии (до 80%) вырабатывается на тепловых станциях, где при сжигании топлива (уголь, мазут, газ) нагревается вода и переводится в пар высокого давления, который подается в турбину и приводит во вращение ее ротор (тепловая энергия преобразуется в механическую). Вращение ротора турбины передается на вал генератора в котором в результате электромагнитных процессов механическая энергия преобразуется в электрическую. Процесс производства электроэнергии на атомных электростанциях аналогичен тепловым.

Процесс выработки электроэнергии на гидравлических электростанциях состоит в следующем: вода, поднятая плотиной на определенный уровень, сбрасывается на рабочее колесо турбины, получаемая при этом механическая энергия путем вращения колеса турбины передается на вал электрического генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую. В процессе потребления электрической энергии происходит преобразование ее в другие виды энергии (тепловую, механическую). Около 70% электрической энергии используются для приведения в движение станков, механизмов, транспортных средств, т. е. для преобразования ее в механическую энергию. Это преобразование осуществляется электрическими машинами - электродвигателями.

Электродвигатель – основной элемент электропривода рабочих машин. Хорошая управляемость и простота распределение электроэнергии позволяет применять многодвигательный электропривод механизмов, что значительно упрощает механизмов машин, т.к. уменьшается число механических передач.

 Электродвигатели широко применяется на транспорте в качестве тяговых двигателей, приводящих во вращение колесные пары электровозов, электропоездов, троллейбусов и т.д. Широко применяются электрические машины малой мощности (микромашины) от долей до нескольких сотен Ватт в бытовой технике.

Произведенную (выработанную) на электростанции электрическую энергию необходимо передать в место ее потребления и распределить среди множества потребителей (предприятия, транспорт, жилые дома). Передачу электрической энергии на большие расстояния осуществляют на высоком напряжении (до 500 кВ и более), чем обеспечивают минимальные потери в линии электропередачи. В процессе передачи и распределении электрической энергии приходится неоднократно повышать и понижать напряжение. Этот процесс выполняется с помощью электромагнитных устройств, называемых трансформаторами.

Строго говоря, трансформатор не является электрической машиной, поскольку его работа не связана с преобразованием электрической энергии в механическую или наоборот, кроме того трансформатор не имеет движущихся частей – это статичное устройство, но т.к. электромагнитные процессы, протекающие в трансформаторе аналогичные процессам, происходящим при работе электрической машины, поэтому трансформаторы включают в состав электрических машин.

2.    В.2 Классификация, назначение и номинальный режим электрических машин

По назначению электрические машины делятся на:

- генераторы;

- электродвигатели;

- трансформаторы.

Деление на генераторы и двигатели достаточно условное, так как работа электрических машин обратима. К преобразователям можно отнести как трансформаторы, так и машины преобразователи (тахогенераторы, электромашинные усилители, сельсины).

По принципу действия электрические машины делятся на:

- коллекторные;

- бесколлекторные.

Эти машины отличаются как принципом действия, так и конструкцией.

Рисунок 2

Бесколлекторные электрические машины разделяются на синхронные и асинхронные, бывают как однофазные, так и многофазные.

 По мощности (Р) электрические машины разделяют на:

- микромашины: до 500 Вт;

- машины малой мощностью: 500 Вт ... 20 кВт;

- машины средней мощности: 20 кВт...250 кВт;

- машины большой мощности: более 250 кВт.

По частоте вращения электрические машины различают:

- тихоходные: до 300 об/мин;

- средней частоты вращения: от 300 до 1500 об/мин;

- быстроходные: 1500... 3000 об/мин;

- сверхбыстроходные: более 3000 об/мин.

Номинальным режимом работы электрической машины называют режим для которого была изготовлена эта машина заводом-изготовителем. Параметры, которые относятся к этому режиму, называются номинальными и указываются в паспорте электрической машины, напряжение и ток в паспорте всегда указываются только линейные.

Добрый день!

Тема занятия: «Радиостанция, её история и назначение».

1. Изучите предоставленный Вам материал.

2. Ознакомьтесь с контрольными вопросами и ответьте на них.

3.Работу необходимо оформить на бумажном носителе формата  А4 в рукописном виде и загрузить фотографии единым файлом pdf.

4. Максимальное время выполнения задания 30 минут.

5. Ответы для проверки предоставить  в ИОС не позднее 9ч.35мин. 15.01.25г.