Работа газа и пара при расширении, 8 класс

7 . Работа газа и пара при расширении. Тепловые двигатели   Мы   уже   знаем,   что   внутреннюю   энергию   можно   изменить   двумя способами:   посредством   теплопередачи   (т.е.   без   совершения   работы)   и посредством совершения работы. Пар или газ при расширении могут совершить механическую работу. Именно   это   и   интересовало   ученых   и   изобретателей   в   середине восемнадцатого   века,   когда   возникла   необходимость   в   создании   тепловых двигателей,   которые   могли   бы     заменить   лошадей,   не   справляющихся   с работой по подъему руды и рабочих из шахт. Первую паровую машину в России построил в 1765 году Иван Иванович Ползунов.   Она   работала   какое­то   время   на   Алтае.   Машина   Ползунова поднимала  руду и шахтеров из шахты, но вскоре (после смерти Ползунова) подносившийся механизм никто не мог отремонтировать, и машина перестала работать.      Через 12 лет в Англии Джеймс Уатт построил более совершенную паровую машину     с   центробежным   регулятором   и   запатентовал   ее.   С   тех   пор изобретателем   паровой   машины   считается   Уатт,   а   о   Ползунове   забыли.   В честь Уатта единица мощности называется Ватт.   Паровая  машина была  использована  при  строительстве   паровоза  ( в России – отец и сын Черепановы, в Англии – Стефенсон). Позже паровая машина была установлена на пароходах.     Широкое   применение   тепловых   двигателей   стало   возможным благодаря   открытиям   ученых   и   изобретениям   инженеров.   Среди   ученых следует особо отметить французского ученого Сади Карно, который написал работу   «Размышление   о   движущей   силе   огня   и   о   машинах,   способных развивать   эту   силу».   В   тепловых   двигателях   химическая   энергия   топлива преобразуется в механическую энергию.  Происходит это в два этапа. 1) При сгорании топлива химическая энергия (потенциальная энергия взаимодействия атомов) преобразуется в кинетическую энергию хаотического движения   молекул.   При   этом   нагревается   некоторая   масса   газа,   которая называется рабочим телом. 2) Газ (рабочее тело) расширяется, совершая работу (двигая поршень). При   этом   газ   охлаждается:   кинетическая   энергия   хаотического   движения молекул преобразуется в механическую энергию.      Действие   теплового   двигателя   имеет   циклический   характер:   после того, как рабочее тело расширилось, совершив работу, его необходимо сжать до прежнего объема, чтобы оно могло совершить работу в следующем цикле. Из каких же элементов состоит тепловой двигатель?Для   того,   чтобы   тепловой   двигатель   совершал   полезную   работу, необходимо   периодически   нагревать   и   охлаждать   рабочее   тело,   то   есть периодически   передавать   рабочему   телу   и   отбирать   у   него   некоторое количество теплоты, как меру измерения изменения внутренней энергии газа.  Поэтому, тепловой двигатель должен состоять из трех элементов: рабочее тело – обычный газ; нагреватель,   имеющий   температуру   Т1,   в   контакте   с которым рабочему телу сообщается  количество теплоты Q1; 1) 2) 3) холодильник,   имеющий   температуру   Т2