Тепловые двигатели и охрана природы
Неуклонный рост энергетических мощностей - причина увеличения количества выделяемой теплоты в тепловом балансе в атмосфере. Продукты неполного сгорания органических топлив как канцерогенные вещества, оказывающие вредное воздействие на животный мир.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.01.2021 |
| Размер файла | 127,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Тепловые двигатели и охрана природы
Неуклонный рост энергетических мощностей, все большее распространение укрощенного огня -- в топках и котлах тепловых электростанций, фабрик и заводов, котельных городов и сел, в двигателях внутреннего сгорания, в ракетах и авиационных двигателях -- приводит к тому, что количество выделяемой теплоты становится сопоставимым с другими компонентами теплового баланса в атмосфере. Это не может не приводить к повышению средней температуры на Земле. Сейчас мощность двигателей составляет примерно 1010 кВт. Когда эта мощность достигнет 3·1012кВт, то средняя температура атмосферы Земли повысится примерно на 1 °С. Дальнейшее повышение температуры может создать угрозу таяния ледников и катастрофического повышения уровня Мирового океана. Но этим далеко не исчерпываются негативные последствия применения тепловых двигателей. Растет выброс в атмосферу микроскопических частиц -- сажи, пепла, измельченного топлива. Они изменяют оптические свойства атмосферы, соотношение между поглощенной и отраженной солнечной энергией, увеличивают «парниковый эффект», обусловленный повышением концентрации углекислого газа в течение длительного промежутка времени. Углекислый газ задерживает тепловое излучение Земли, что приводит к повышению температуры атмосферы.
Выбрасываемые в атмосферу токсические продукты горения: оксиды серы, азота, металлов, угарный газ (СО), канцерогенные вещества -- продукты неполного сгорания органических топлив -- оказывают вредное воздействие на флору и фауну. Особую опасность в этом отношении представляют автомобили, число которых угрожающе растет, а очистка отработанных газов затруднена.
Все это ставит ряд серьезных проблем перед обществом. Наряду с важнейшей задачей повышения КПД тепловых двигателей требуется проводить ряд мероприятий по охране окружающей среды. Необходимо повышать эффективность сооружений, препятствующих выбросу в атмосферу вредных веществ; добиваться более полного сгорания топлива в автомобильных двигателях. Уже сейчас не допускаются к эксплуатации автомобили с повышенным содержанием СО в отработанных газах. Осуществляется перевод автомобильных двигателей на сжиженный газ в качестве топлива. Обсуждается возможность применения в качестве топлива водорода, в результате сгорания которого образуется вода.
Другое направление прилагаемых усилий -- это увеличение эффективности использования энергии, экономия ее на производстве и в быту. Нельзя оставлять невыключенными электроприборы, допускать бесполезные потери топлива при обогревании помещений. Примером нерационального использования энергии служат попытки введения в эксплуатацию гражданских сверхзвуковых самолетов, потребляющих в 8 раз больше топлива, чем обычные.
Решение перечисленных проблем жизненно важно для человека. Организация охраны окружающей среды требует усилий в масштабе земного шара. канцерогенный энергетический тепловой атмосфера
Большую часть механической и электрической энергии вырабатывают тепловые двигатели. Пока равноценной замены- им нет. В то же время тепловые двигатели оказывают отрицательное влияние на окружающую среду и условия существования человека на Земле.
Принципы действия тепловых двигателей.
Чтобы двигатель совершал работу, необходима разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Во всех тепловых двигателях эта разность давлений достигается за счет повышения температуры рабочего тела на сотни градусов по сравнению с температурой окружающей среды. Такое повышение температуры происходит при сгорании топлива.
+Рабочим телом у всех тепловых двигателей является газ (см.), который совершает работу при расширении. Обозначим начальную температуру рабочего тела (газа) через Т1. Эту температуру в паровых турбинах или машинах приобретает пар в паровом котле. В двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах повышение температуры происходит при сгорании топлива внутри самого двигателя. Температуру Т1называют температурой нагревателя.
Из-за того что часть теплоты при работе тепловых двигателей неизбежно передается холодильнику, КПД двигателей не может равняться единице. Представляет большой интерес нахождение максимально возможного КПД теплового двигателя, работающего с нагревателем температуры Т1 и холодильником температуры Т2. Впервые это сделал французский инженер и ученый Сади Карно.
Карно придумал идеальную тепловую машину с идеальным газом в качестве рабочего тела. Все процессы в машине Карно рассматриваются как равновесные (обратимые).
В машине осуществляется круговой процесс или цикл, при котором система после ряда преобразований возвращается в исходное состояние. Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат (рис. 5.16). Кривые 1--2 и 3--4 -- это изотермы, а 2-- 3 и 4--1 -- адиабаты.
Рис. 1
Карно придумал идеальную тепловую машину с идеальным газом в качестве рабочего тела. Все процессы в машине Карно рассматриваются как равновесные (обратимые).
В машине осуществляется круговой процесс или цикл, при котором система после ряда преобразований возвращается в исходное состояние. Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат (рис. 5.16). Кривые 1--2 и 3--4 -- это изотермы, а 2-- 3 и 4--1 -- адиабаты.
Идеальная холодильная машина
Цикл Карно обратим, поэтому его можно провести в обратном направлении. Это будет уже не тепловая машина, а идеальная холодильная машина.
Процессы пойдут в обратном порядке. Работа А совершается для приведения в действие машины. Количество теплоты Q1 передается рабочим телом нагревателю более высокой температуры, а количество теплоты Q2поступает к рабочему телу от холодильника
Теплота передается от холодного тела к горячему, поэтому машина и называется холодильной.
Рис. 2
Но второму закону термодинамики это не противоречит: теплота переходит не сама собой, а за счет совершения работы.
Рис. 3
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изучение принципа действия двигателя внутреннего сгорания. Характеристика процессов, происходящих в тепловом двигателе. Определение количества выхлопных газов и вредных выбросов в атмосферу. Исследование влияния на растительный, животный мир и человека.
презентация [2,2 M], добавлен 20.05.2011Влияние транспорта на окружающую среду. Устройство поршневых двигателей внутреннего сгорания, принцип их работы. Причины загрязнения воздуха отработавшими газами автомобилей. Альтернативные виды топлива. Защита окружающей среды, меры предосторожности.
реферат [27,1 K], добавлен 11.12.2012Экологические факторы и их воздействие, понятие об экологической нише. Адаптация живых организмов, популяция, ее структура и динамика. Промышленное производство и его воздействие на окружающую среду, стандартизация и охрана окружающей природной среды.
шпаргалка [297,9 K], добавлен 24.09.2010Влияние воздушной среды на человека. Воздействие водных ресурсов на жизнедеятельность человека. Эколого-гигиеническая характеристика факторов литосферы. Мутагенные и канцерогенные вещества. Экологически обусловленные нарушения роста и развития детей.
курсовая работа [45,3 K], добавлен 29.03.2014Экологические последствия воздействия человека на живую природу. Влияние природы на живые организмы. Сущность антропогенного загрязнения, парникового эффекта и воздействие на почвы и биосферу сельскохозяйственного производства. Охрана окружающей среды.
презентация [403,3 K], добавлен 03.05.2014Электрические силовые установки и тепловые двигатели внутреннего и внешнего сгорания с нетрадиционными рабочими процессами в основе транспортных двигателей. Ужесточение государством экологических норм. Преимущества гибридных автомобилей, требования к ним.
контрольная работа [36,5 K], добавлен 13.06.2011Роль животных в биосфере и жизни человека. Воздействие человека на животных. Воздействие производственных процессов в АПК на животный мир. Охрана охотничьих животных, промысловых рыб, других промысловых и непромысловых животных, редких животных. Заповедни
курсовая работа [59,7 K], добавлен 23.10.2004Особенности производства пластмассы, основные способы ее утилизации. Пластмассовые изделия в быту, условия их применения. Вредное воздействие пластмассы на экологию и живые организмы. Альтернативные материалы для производства важных для человека изделий.
реферат [675,2 K], добавлен 15.02.2016Исследование влияния вредных веществ в атмосфере на функционирование экосистем. Классификация загрязнений природных вод, пути попадания загрязнений в почву. Разработка комплекса основных мер по предотвращению возможной экологической катастрофы на планете.
курсовая работа [63,9 K], добавлен 11.12.2010Опасность мусоросжигающего завода для окружающей среды и здоровья населения. Содержание химических элементов в продуктах сжигания твердых бытовых отходов городов. Опасное воздействие ртути, продуктов неполного сгорания. Особенности загрязнения воды.
контрольная работа [287,0 K], добавлен 14.12.2010Общая характеристика теплоэнергетики и её выбросов. Воздействие предприятий на атмосферу при использовании твердого, жидкого топлива. Экологические технологии сжигания топлива. Влияние на атмосферу использования природного газа. Охрана окружающей среды.
контрольная работа [28,2 K], добавлен 06.11.2008Формирование животного мира. Зоогеографические провинции Украины. Фауна Чёрного и Азовского морей. Особенности акклиматизации животных. Сущность понятия "реакклиматизация". Заповедник "Хомутовская степь" как форма сохранения естественной природы Донбасса.
реферат [29,5 K], добавлен 02.06.2010Основные источники загрязнения воздуха, их особенности и характеристика. Первичные и вторичные загрязняющие вещества. Изменение климата как современная глобальная проблема. Вредное и опасное воздействие загрязнения атмосферного воздуха на живые организмы.
презентация [2,6 M], добавлен 08.04.2014Строение атмосферы Земли. Понятие и виды природы. Исходные положения концепции разумного поведения человека в окружающей его природной среде. Объекты лесных отношений. Задачи стандартизации в области охраны природы. Принципы экологической экспертизы.
контрольная работа [31,1 K], добавлен 19.08.2009Описания прямого и косвенного изменения человеком природной среды обитания растений и животных. Характеристика последствий рубки леса, массового посещения лесов туристами, загрязнения почвы. Анализ неблагоприятного влияния ядохимикатов на животный мир.
презентация [421,7 K], добавлен 06.05.2011Охрана окружающей среды. Общества по охране окружающей среды, движения и дружины по охране природы. Заповедники. Заказники и памятники природы. Меры по предотвращению загрязнения атмосферного воздуха. Рациональное использование водных ресурсов.
реферат [31,0 K], добавлен 24.08.2008Опасные факторы природной среды и их вредное воздействие на человека. Понятие экологического кризиса как нарушения естественных природных процессов в биосфере – пути преодоления. Вредные факторы окружающей среды. Вредные вещества в продуктах питания.
реферат [33,4 K], добавлен 23.02.2010Рассмотрение основных веществ-загрязнителей атмосферы. Свойства аэрозоля, радиоактивных веществ. Изучение данных о количестве газообразных выбросов. Анализ основных проблем общепланетарного масштаба. Охрана атмосферного воздуха, контроль, отчистка.
реферат [34,6 K], добавлен 04.04.2015Специфические химические вещества, содержащиеся в атмосферном воздухе городских поселений. Определение концентраций аммиака, сероводорода, оксида азота в атмосфере. Степень опасности данных загрязнителей, их свойства и возможное влияние на человека.
курсовая работа [62,0 K], добавлен 08.08.2011Антропогенное воздействие, техногенная нагрузка, рост населения как причины накопления углекислого газа в атмосфере. Парниковый эффект и глобальные экологические проблемы: снижение природно-ресурсного потенциала, устойчивости ландшафтов и геосистем.
курсовая работа [36,8 K], добавлен 02.12.2010
