Номер 8.32, страница 48 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 8. Тепловые двигатели - номер 8.32, страница 48.

Условие.

8.32. Отражается ли неполное сгорание топлива в автомобильном двигателе на его КПД? на окружающей среде?

Решение.

на его КПД?

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя определяется как отношение полезной работы $A_{полезн}$, совершенной двигателем, к количеству теплоты $Q_{нагр}$, полученному от сгорания топлива: $\eta = \frac{A_{полезн}}{Q_{нагр}}$.

При полном сгорании топлива выделяется максимально возможное количество теплоты $Q_{полн} = q \cdot m$, где $\text{q}$ - удельная теплота сгорания, а $\text{m}$ - масса топлива. При неполном сгорании часть химической энергии топлива не высвобождается в виде тепла, так как образуются промежуточные продукты (например, угарный газ CO, сажа C), а не конечные (углекислый газ CO₂). Таким образом, количество выделившейся теплоты $Q_{неполн}$ будет меньше, чем при полном сгорании: $Q_{неполн} < Q_{полн}$.

Поскольку двигатель получает меньше энергии от того же количества топлива, он совершает меньшую полезную работу. Следовательно, КПД двигателя снижается.

Ответ: Да, отражается. Неполное сгорание топлива приводит к уменьшению количества выделяемой теплоты, что, в свою очередь, снижает полезную работу двигателя и его КПД.

на окружающей среде?

Неполное сгорание топлива оказывает крайне негативное влияние на окружающую среду. В то время как при полном сгорании углеводородного топлива образуются в основном углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$), при неполном сгорании в атмосферу выбрасываются значительно более вредные вещества.

Основные вредные продукты неполного сгорания:

1. Угарный газ (CO): ядовитый газ без цвета и запаха, который опасен для живых организмов, включая человека. Он нарушает процесс переноса кислорода кровью.

2. Сажа (C): твердые частицы углерода, которые загрязняют воздух (являются компонентом смога), оседают на поверхностях и при вдыхании могут вызывать заболевания дыхательных путей.

3. Несгоревшие углеводороды (C_xH_y): являются токсичными веществами и участвуют в образовании фотохимического смога, который вреден для здоровья людей и растений.

Эти выбросы способствуют загрязнению воздуха, вызывают кислотные дожди (в сочетании с оксидами азота и серы), ухудшают здоровье населения и наносят вред экосистемам.

Ответ: Да, отражается, причем крайне негативно. При неполном сгорании в атмосферу выбрасываются токсичные и вредные вещества, такие как угарный газ, сажа и несгоревшие углеводороды, которые загрязняют окружающую среду и наносят вред живым организмам.