Номер 8, страница 33 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

III. Тепловые двигатели. Выполняем тест - номер 8, страница 33.

Условие.

8. Во время третьего такта работы четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания температура газа в нём:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) зависит от положения клапанов

4) не изменяется

Решение.

Решение

Рабочий цикл четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания включает в себя четыре основных процесса (такта): впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Вопрос касается изменения температуры газа во время третьего такта — рабочего хода.

Третий такт начинается после того, как топливно-воздушная смесь была сжата во втором такте. В верхней точке хода поршня (верхней мёртвой точке) искра от свечи зажигания воспламеняет смесь. Происходит её быстрое сгорание, что приводит к резкому и значительному увеличению температуры и давления газа в цилиндре.

Сразу после этого под действием высокого давления горячих газов поршень начинает двигаться вниз, к нижней мёртвой точке. Это движение поршня и есть сам рабочий ход. В процессе этого движения газы в цилиндре расширяются, совершая механическую работу, которая приводит в движение коленчатый вал двигателя. Расширение газа происходит очень быстро, поэтому его можно считать адиабатным процессом, то есть процессом без теплообмена с окружающей средой ($Q \approx 0$).

Согласно первому началу термодинамики, изменение внутренней энергии системы $\Delta U$ равно работе, совершённой газом $\text{A}$, и количеству теплоты $\text{Q}$, переданному газу: $\Delta U = Q - A$. В нашем случае газ совершает работу ($A > 0$), а теплообмен практически отсутствует ($Q \approx 0$), следовательно, изменение внутренней энергии будет отрицательным: $\Delta U \approx -A < 0$.

Внутренняя энергия идеального газа напрямую зависит от его температуры. Уменьшение внутренней энергии означает, что температура газа также уменьшается. Таким образом, в процессе расширения, которое составляет рабочий ход, температура газа в цилиндре падает.

Хотя такт инициируется резким повышением температуры из-за сгорания топлива, сам процесс движения поршня (собственно такт) сопровождается её понижением из-за совершения газом работы.

Ответ: 2