Холодильник, поглощающий часть энергии от рабочего тела.

Принцип действия теплового двигателя рассмотрим на примере поршневого двигателя.

Любой тепловой двигатель состоит из трех основных частей: рабочего тела, нагревателя и холодильника (рис. 1).

Рабочее тело (пар или газ) получает некоторое количество теплоты от нагревателя, у которого за счет сгорания топлива поддерживается постоянная высокая температура . Это количество теплоты идет на увеличение внутренней энергии газа и совершение им работы . В результате газ, расширяясь, переходит из состояния 1 в состояние 2 (линия 1а2), совершая работу , равную площади фигуры В1а2С (рис. 2).

Чтобы процесс был циклическим, поршень необходимо вернуть в исходное положение. Если процесс сжатия провести в обратном порядке (линия 2а1), то работы газа и над газом будут одинаковы и суммарная работа будет равна нулю. Поэтому, чтобы работа сжатия была по абсолютному значению меньше работы расширения, нужно, чтобы каждому значению объема при сжатии соответствовало меньшее давление, чем при расширении (линия 2b1). А это возможно осуществить, только если газ перед сжатием охладить. Для этого рабочее тело приводят в контакт с телом меньшей температуры (холодильником). Рабочее тело при этом отдает холодильнику некоторое количество теплоты , и при сжатии совершается работа , равная площади фигуры 1b2СВ. Полезная работа за цикл численно равна площади фигуры 1a2b1.

На всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели: на автомобильном- поршневые двигатели внутреннего сгорания; на водном- ДВС и паровые турбины; на ж/д- тепловозы с дизельными установками; в авиации- поршневые, турбореактивные и реактивные двигатели. Факторы негативного влияния тепловых двигателей на окружающую среду:

· загрязнение атмосферы;

· шумовые загрязнения;

· проблемы утилизации отработанных автомобилей;

· загрязнение почвы

· повышение температуры атмосферы.

Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима. Мы не имели бы в изобилии дешевую электроэнергию и были бы лишены скоростного транспорта. Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов.

 Во-первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.   

 Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.

 В третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу два-три тонн свинца.      

Один из путей уменьшения загрязнения окружающей среды- использование в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединения свинца. Перспективными являются разработки автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели, использующие в качестве топлива водород.

Выбросы вредных веществ в атмосферу- не единственная сторона воздействия энергетики на природу.