Номер ?3, страница 147, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 3. Тепловые двигатели. Параграф 37. Исследовательские работы. Вопросы для обсуждения - номер ?3, страница 147.

Условие.

Каковы достоинства и недостатки двигателей внутреннего сгорания?

Решение.

Достоинства

1. Автономность и большой запас хода: Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) работают на жидком топливе (бензин, дизельное топливо), которое обладает высокой плотностью энергии. Это обеспечивает большой запас хода на одной заправке и возможность быстрой дозаправки (в течение нескольких минут), что является значительным преимуществом по сравнению с современными электромобилями.

2. Высокая удельная мощность: ДВС имеют хорошее соотношение мощности к массе, что делает их универсальными для широкого спектра применений – от легковых автомобилей до тяжелых грузовиков, судов и самолетов.

3. Развитая инфраструктура: Существует глобальная, хорошо развитая сеть автозаправочных станций, что делает процесс заправки простым и доступным практически в любой точке мира.

4. Отработанность технологии и относительная дешевизна: Технология ДВС совершенствовалась более века, что делает их производство относительно недорогим, а сами двигатели – надежными. Существует широкая сеть сервисных центров и доступность запасных частей, что упрощает ремонт и обслуживание.

5. Универсальность: ДВС могут быть адаптированы для работы на различных видах топлива, включая бензин, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ (СНГ), сжатый природный газ (СПГ), а также биотопливо.

Ответ: Ключевыми достоинствами ДВС являются их автономность, высокая удельная мощность, развитая инфраструктура для заправки, отработанность технологии и универсальность в применении топлива.

Недостатки

1. Низкий коэффициент полезного действия (КПД): Значительная часть энергии, выделяющейся при сгорании топлива, теряется в виде тепла. КПД бензиновых двигателей обычно составляет 20–35%, а дизельных – 30–45%. Остальная энергия не преобразуется в полезную механическую работу.

2. Экологический вред: Сжигание ископаемого топлива приводит к выбросам вредных веществ. К ним относятся углекислый газ ($CO_2$), являющийся основным парниковым газом, оксиды азота ($NO_x$), угарный газ ($CO$), несгоревшие углеводороды и твердые частицы, которые наносят вред окружающей среде и здоровью человека.

3. Шум и вибрация: Работа ДВС, основанная на микровзрывах в цилиндрах, сопровождается высоким уровнем шума и вибрации, что требует применения систем шумоподавления и виброизоляции.

4. Сложность конструкции и обслуживания: ДВС состоит из большого количества движущихся частей (поршни, коленчатый вал, клапаны), что усложняет его конструкцию. Он требует регулярного технического обслуживания, такого как замена масла и фильтров, и может быть подвержен сложным и дорогостоящим поломкам.

5. Зависимость от ископаемого топлива: Большинство ДВС работает на топливе, получаемом из нефти, которая является невозобновляемым природным ресурсом. Это создает экономическую и политическую зависимость от стран-экспортеров нефти и вызывает опасения по поводу исчерпания ресурсов.

Ответ: Основными недостатками ДВС являются низкий КПД, негативное воздействие на окружающую среду, высокий уровень шума и вибрации, сложность конструкции и зависимость от невозобновляемых источников энергии.