Номер 11, страница 97 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

*11. В чем преимущество дизельного двигателя по сравнению с карбюраторным (табл. 22.1)?

Таблица 22.1

Тепловая машина | Рабочее тело | Температура нагревателя $T_1$, К | Температура холодильника $T_2$, К | КПД $\eta_{max}$, % | КПД машины, %

Поршневая паровая машина | Пар | 480 | 300 | 37 | 7-15

Паровая турбина | Пар | 850 | 380 | 55 | 20-25

Дизель | Продукты сгорания топлива | 2100 | 380 | 82 | 30-39

Карбюраторный двигатель | Продукты сгорания топлива | 2100 | 380 | 82 | 18-24

Решение

Для определения преимущества дизельного двигателя перед карбюраторным необходимо сравнить их характеристики, представленные в таблице 22.1.

Анализируя данные таблицы, мы видим, что для дизельного и карбюраторного двигателей совпадают следующие параметры:

1. Рабочее тело — продукты сгорания топлива.

2. Температура нагревателя $T_1 = 2100 \text{ К}$.

3. Температура холодильника $T_2 = 380 \text{ К}$.

Из-за равенства температур нагревателя и холодильника, максимальный теоретически возможный КПД ($\eta_{max}$), определяемый по циклу Карно, для обоих двигателей одинаков и составляет 82%. Он рассчитывается по формуле: $\eta_{max} = \frac{T_1 - T_2}{T_1}$.

Однако, ключевое различие заключается в последнем столбце таблицы — «КПД машины, %», который отражает реальный коэффициент полезного действия. Для дизельного двигателя этот показатель находится в диапазоне 30–39%, в то время как для карбюраторного двигателя он составляет всего 18–24%.

Более высокий реальный КПД означает, что дизельный двигатель более эффективно преобразует тепловую энергию, полученную от сгорания топлива, в полезную механическую работу. Следовательно, он является более экономичным.

Ответ: Согласно таблице 22.1, преимущество дизельного двигателя по сравнению с карбюраторным заключается в его более высоком реальном коэффициенте полезного действия (30–39% у дизельного против 18–24% у карбюраторного), что делает его более экономичным в эксплуатации.