Номер 3, страница 251 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Молекулярная физика. Глава 9. Основы термодинамики. Параграф 45. Виды тепловых двигателей. Экологические проблемы использования тепловых двигателей. Вопросы - номер 3, страница 251.

Условие.

3. Какими преимуществами обладает дизельный двигатель по сравнению с карбюраторным двигателем?

Решение.

Дизельный двигатель обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с карбюраторным (бензиновым) двигателем, обусловленных различиями в их конструкции и принципе работы.

1. Более высокий коэффициент полезного действия (КПД) и экономичность

Дизельные двигатели работают с гораздо более высокой степенью сжатия (14–25 единиц) по сравнению с карбюраторными двигателями (7–12 единиц). Согласно законам термодинамики, более высокая степень сжатия приводит к более высокому термическому КПД. На практике это означает, что дизельный двигатель преобразует большую долю тепловой энергии сгорающего топлива в полезную механическую работу. КПД современных дизельных двигателей достигает 40–50%, в то время как у карбюраторных он обычно не превышает 30%. Это приводит к значительно меньшему расходу топлива на единицу мощности.
Ответ: Дизельный двигатель более экономичен и имеет более высокий КПД за счет высокой степени сжатия.

2. Высокий крутящий момент на низких оборотах

Особенностью дизельных двигателей является то, что они развивают максимальный крутящий момент уже на низких оборотах коленчатого вала. Это обеспечивает отличную тягу и эластичность, что особенно важно для грузовых автомобилей, автобусов, тракторов, тепловозов и судов, которым необходимо перемещать большие грузы с места и двигаться на малых скоростях. Карбюраторным двигателям для достижения максимального крутящего момента требуются более высокие обороты.
Ответ: Дизельный двигатель обеспечивает лучшую тягу на низких оборотах, что делает его идеальным для тяжелой техники.

3. Долговечность и надежность

Поскольку дизельный двигатель должен выдерживать значительно более высокие давления в цилиндрах, его детали (блок цилиндров, коленчатый вал, поршни, шатуны) изначально проектируются и изготавливаются с большим запасом прочности. Это обуславливает их больший ресурс и долговечность по сравнению с бензиновыми аналогами. Кроме того, в дизельном двигателе отсутствует сложная и потенциально ненадежная система зажигания (свечи, катушки, высоковольтные провода), так как воспламенение топлива происходит от сжатия.
Ответ: Дизельные двигатели имеют более прочную конструкцию и, как правило, больший срок службы.

4. Тип топлива и пожаробезопасность

Дизельное топливо (солярка) испаряется гораздо медленнее и имеет более высокую температуру воспламенения, чем бензин. Это делает его менее летучим и, следовательно, значительно более безопасным в обращении и хранении с точки зрения пожарной опасности. Пары дизельного топлива не образуют взрывоопасной смеси с воздухом при обычных условиях, в отличие от паров бензина.
Ответ: Дизельное топливо менее летучее и менее пожароопасное, чем бензин.