Номер 5.31, страница 27 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 5. Энергия топлива. Удельная теплота сгорания - номер 5.31, страница 27.

Условие.

5.31. Когда автомобиль расходует больше горючего: при движении без остановок или с остановками? Объясните.

Решение.

Автомобиль расходует значительно больше горючего при движении с остановками по сравнению с непрерывным движением. Это объясняется законами сохранения энергии и термодинамики.

1. Равномерное движение (без остановок). Когда автомобиль движется с постоянной скоростью, его двигатель совершает работу, необходимую только для преодоления сил сопротивления: трения качения колес о дорогу и аэродинамического сопротивления воздуха. В этом режиме двигатель работает с оптимальной нагрузкой, а кинетическая энергия автомобиля, равная $E_k = \frac{1}{2}mv^2$ (где $\text{m}$ - масса автомобиля, а $\text{v}$ - его скорость), остается постоянной. Это наиболее экономичный способ передвижения.

2. Движение с остановками. Этот режим характеризуется постоянными циклами разгона и торможения.

• Разгон: После каждой остановки двигатель должен не только преодолевать силы сопротивления, но и совершать дополнительную работу для увеличения кинетической энергии автомобиля с нуля до крейсерской скорости. Это требует интенсивного сжигания топлива и является очень энергозатратным процессом.

• Торможение: При торможении накопленная кинетическая энергия должна быть погашена. В автомобилях без системы рекуперации эта энергия преобразуется в тепло с помощью тормозных механизмов и бесполезно рассеивается в окружающую среду. Таким образом, энергия, затраченная на разгон, полностью теряется.

• Холостой ход: Во время остановок двигатель продолжает работать на холостом ходу, потребляя топливо, но при этом не совершая полезной работы по перемещению автомобиля.

Таким образом, каждая остановка запускает цикл, в котором энергия от сгорания топлива сначала преобразуется в кинетическую энергию, а затем эта энергия безвозвратно теряется при торможении. При непрерывном движении таких потерь нет.

Ответ: Автомобиль расходует больше горючего при движении с остановками.