Номер 10, страница 97 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

*10. Почему паровые машины вытеснены двигателями внутреннего сгорания?

*10. Почему паровые машины вытеснены двигателями внутреннего сгорания?

Паровые машины были вытеснены двигателями внутреннего сгорания (ДВС) по ряду причин, связанных с эффективностью, удобством эксплуатации и габаритами. Хотя паровые машины сыграли ключевую роль в промышленной революции, ДВС оказались более совершенными для большинства транспортных и многих стационарных применений.

Основные причины:

1. Более высокий КПД. ДВС имеют значительно более высокий коэффициент полезного действия (25-40% у бензиновых и до 55% у современных дизельных) по сравнению с паровыми машинами (КПД которых редко превышал 15-20%). В ДВС топливо сгорает непосредственно в рабочем цилиндре, что минимизирует потери тепла, в то время как в паровой машине тепло теряется на пути от внешней топки к котлу, от котла по паропроводам к цилиндрам и при конденсации пара.

2. Компактность и меньший вес. Паровые машины очень громоздки и тяжелы. Они требуют наличия котла, топки, запасов воды и топлива (часто угля). ДВС гораздо компактнее и легче при той же мощности. Это дает им огромное преимущество в удельной мощности (мощность на единицу массы), что стало решающим фактором для их применения на автомобилях, самолетах и небольших судах.

3. Быстрый запуск и удобство эксплуатации. Для запуска паровой машины требовалось длительное время (от десятков минут до нескольких часов) на розжиг топки и доведение воды в котле до кипения для создания необходимого давления пара. ДВС запускается практически мгновенно. Кроме того, работа паровой машины требовала постоянного внимания кочегара. ДВС работает в более автоматическом режиме.

4. Энергоемкость и удобство топлива. Жидкое топливо (бензин, дизельное топливо) обладает большей энергоемкостью на единицу массы и объема по сравнению с углем или дровами. Его также намного проще транспортировать, хранить и подавать в двигатель.

Несмотря на это, паровые двигатели (в виде паровых турбин) до сих пор являются основой тепловых и атомных электростанций, где их недостатки (габариты, время запуска) не так важны, а способность работать на дешевом топливе и высокая мощность являются ключевыми преимуществами.

Ответ: Паровые машины были вытеснены двигателями внутреннего сгорания из-за их более низкого КПД, больших габаритов и веса, длительного времени запуска и сложности в эксплуатации по сравнению с более эффективными, компактными и удобными ДВС.