Номер 4, страница 126, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 3. Тепловые двигатели. Параграф 31. Двигатель внутреннего сгорания. Вопросы и задания - номер 4, страница 126.

Условие.

4. Почему двигатель внутреннего сгорания является тепловым двигателем?

Решение.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является тепловым двигателем, так как его основной принцип работы заключается в преобразовании тепловой энергии в механическую работу.

По определению, тепловой двигатель — это устройство, которое циклически преобразует тепловую энергию, полученную от источника с высокой температурой (нагревателя), в полезную механическую работу, отдавая при этом некоторое количество теплоты источнику с низкой температурой (холодильнику). В ДВС присутствуют все эти ключевые компоненты.

Нагревателем в ДВС служит топливо-воздушная смесь, которая воспламеняется и сгорает непосредственно внутри цилиндров. В ходе этой химической реакции выделяется большое количество теплоты ($Q_1$), что приводит к резкому повышению температуры и давления газов.

Рабочим телом являются продукты сгорания — раскаленные газы. Находясь под высоким давлением, они расширяются и толкают поршень, совершая механическую работу ($\text{A}$). Эта работа через кривошипно-шатунный механизм преобразуется во вращение коленчатого вала.

Холодильником выступает окружающая среда. Согласно второму закону термодинамики, невозможно преобразовать всю полученную теплоту в работу. Поэтому часть теплоты ($Q_2$) неизбежно отводится от двигателя через систему охлаждения и удаляется вместе с выхлопными газами.

Таким образом, двигатель внутреннего сгорания полностью соответствует определению теплового двигателя, так как он использует теплоту от внутреннего источника (сгорание топлива) для совершения работы, реализуя термодинамический цикл.

Ответ: Двигатель внутреннего сгорания является тепловым двигателем, потому что он преобразует тепловую энергию, выделяющуюся при сгорании топлива, в механическую работу. Он имеет все обязательные элементы тепловой машины: нагреватель (сгорающее топливо), рабочее тело (горячие газы, толкающие поршень) и холодильник (окружающая среда, куда отводится неиспользованное тепло).