Sự hỗn loạn của chuyển động phân tử và động cơ nhiệt

24

ngay vào khoảng cách giữa các dấu chấm, nó đã di chuyển đến điểm B.
Khi đó, như đã biết, độ dịch chuyển $s_1$ (theo mô hình) của vật từ A đến B có thể tìm được bằng công thức

$$s_1 = v_A \tau + \frac{a \tau^2}{2},$$

trong đó $v_A$ là mô hình vận tốc tại điểm A, $a$ là mô hình gia tốc mong muốn. Trong khoảng thời gian tiếp theo vật chuyển động từ B đến C.
Độ dịch chuyển $s_2$ của nó được xác định bằng công thức tương tự, trong đó vận tốc ban đầu $v_B = v_A + a \tau$:

$$s_2 = v_B \tau + \frac{a \tau^2}{2} = (v_A + a \tau) \tau + \frac{a \tau^2}{2} = v_A \tau + \frac{3a \tau^2}{2}.$$

Bây giờ chúng ta hãy tìm các chuyển vị $s_2 - s_1$ trong hai khoảng thời gian bằng nhau liên tiếp:

$$s_2 - s_1 = \left(v_A \tau + \frac{3a \tau^2}{2}\right) - \left(v_A \tau + \frac{a \tau^2}{2}\right) = a \tau^2.$$

Do đó, đối với gia tốc $a$ chúng ta thu được

$$a = \frac{s_2 - s_1}{\tau^2}.$$

Do đó, khi có một bức tranh tuyến tính về chuyển động của một vật thể, người ta có thể tìm ra gia tốc của nó bằng cách thay đổi độ dài của hai đoạn liền kề bất kỳ tương ứng với chuyển động của vật thể trong những khoảng thời gian bằng nhau giữa các lần chớp sáng. Tất nhiên, cần phải biết những khoảng thời gian này cũng như quy mô của Silmak.

Trong trường hợp của chúng tôi, thời gian giữa các lần nhấp nháy là 0,1 giây và mỗi đơn vị độ dài ở hình tương ứng với khoảng cách 0,01 m. Tất nhiên, từ những dữ liệu này, bạn có thể xác định gia tốc mong muốn của cơ thể.

Sự hỗn loạn của chuyển động phân tử và động cơ nhiệt

Như đã biết, động cơ nhiệt được phân biệt ở chỗ hệ số công suất (hiệu suất) của chúng thấp so với các loại máy khác. Ví dụ, hiệu suất của đầu máy hơi nước và đầu máy nhiệt, thực tế không còn được sử dụng, không vượt quá 10%, và đầu máy diesel thay thế chúng hoạt động với hiệu suất chỉ khoảng 25%. Hiệu suất của động cơ nhiệt hiện đại tốt nhất không vượt quá 50%.

Điều này có nghĩa là máy sưởi, 200 năm sau khi xuất hiện những động cơ nhiệt đầu tiên, một nửa năng lượng nhiên liệu đốt trong chúng sẽ bị lãng phí một cách vô ích? Có chuyện gì vậy? Có lẽ các nhà khoa học và kỹ sư đã không thể phát minh và thiết kế những động cơ nhiệt “tốt” trong đó năng lượng nhiên liệu sẽ được sử dụng hiệu quả hơn?

Hóa ra những người tạo ra chiếc xe không phải chịu trách nhiệm về điều này. Chúng ta sẽ tìm ra “thủ phạm” thực sự của giá trị hiệu suất thấp nếu xem xét kỹ hơn những gì đang xảy ra ở động cơ nhiệt.

Chuyển động hỗn loạn và có trật tự. Máy Tell được chế tạo để thực hiện công việc cơ khí trong đó. Điều này thường được thực hiện như thế này: một số chất khí nhận được một lượng nhiệt nhất định khi đun nóng và nở ra; Trong quá trình giãn nở này, lực áp suất khí thực hiện tác dụng, ví dụ, làm di chuyển một pít-tông hoặc làm quay một tua-bin. Nói cách khác, động cơ nhiệt chuyển năng lượng nhiệt, tức là năng lượng của chuyển động hỗn loạn của phân tử, thành năng lượng cơ học, năng lượng của chuyển động có trật tự. Đây có lẽ là điều quan trọng nhất có thể nói về bất kỳ động cơ nhiệt nào: