1. Тепловые двигатели, принцип действия тепловой машины. КПД тепловых двигателей. Использование тепловых двигателей и охрана окружающей среды.

Тепловой двигатель преобразует часть внутренней энергии топлива или другого источника теплоты в механическую работу. Основные части тепловой машины: нагреватель, рабочее тело и холодильник.

1. Рабочее тело получает от нагревателя количество теплоты \(Q_1\), расширяется и совершает работу \(A\).
2. Часть теплоты \(Q_2\) передаётся холодильнику. По закону сохранения энергии \(A=Q_1-Q_2\).
3. КПД показывает, какая доля полученной теплоты превращена в работу: \(\eta=\frac{A}{Q_1}=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1}\). В процентах результат умножают на \(100\%\). КПД любой тепловой машины меньше \(100\%\), поскольку часть энергии неизбежно уходит холодильнику.

Тепловые двигатели применяются в автомобилях, поездах, судах, авиации и на тепловых электростанциях. Их работа связана с расходованием топлива, выбросами углекислого газа и загрязнителей, а также с тепловым и шумовым загрязнением. Снизить вред помогают повышение КПД, экономия топлива, очистка выхлопов, переход на более чистые источники энергии и развитие электрического транспорта.