Номер 4, страница 74, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 5. Тепловые машины. Параграф 27. Поршневые двигатели внутреннего сгорания - номер 4, страница 74.

Условие.

4. Перечислите, на что расходуется внутренняя энергия сгорающего топлива при работе поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Решение.

Решение:

Внутренняя энергия, которая выделяется при сгорании топлива в цилиндрах поршневого двигателя внутреннего сгорания (ДВС), согласно закону сохранения энергии, не исчезает, а преобразуется в другие виды энергии и расходуется на различные процессы. Основная часть химической энергии топлива переходит в тепловую энергию горячих газов, которая, в свою очередь, распределяется следующим образом:

1. Совершение полезной механической работы. Это является основной целью работы любого двигателя. Горячие газы, образовавшиеся в результате сгорания топлива, расширяются и с большой силой давят на поршень. Движение поршня через кривошипно-шатунный механизм передается на коленчатый вал, создавая крутящий момент. Эта механическая работа используется для приведения в движение автомобиля или другого механизма. Эффективность этого преобразования (КПД) у современных ДВС составляет примерно 25–40%.

2. Потери тепла с выхлопными газами. После совершения работы отработавшие газы, все еще обладающие высокой температурой (несколько сотен градусов Цельсия), выбрасываются из цилиндра в выхлопную систему и далее в атмосферу. С ними уносится значительная часть тепловой энергии, которая не была преобразована в полезную работу. Эта статья потерь является одной из самых больших и составляет около 30–40% от всей энергии топлива.

3. Потери тепла через систему охлаждения. В процессе работы детали двигателя (стенки цилиндров, поршни, головка блока) сильно нагреваются. Для предотвращения их перегрева и разрушения используется система охлаждения (жидкостная или воздушная), которая отводит избыточное тепло и рассеивает его в окружающей среде (например, через радиатор). На эти тепловые потери приходится около 20–30% энергии.

4. Потери на трение. Часть выработанной механической энергии тратится на преодоление сил трения между движущимися деталями двигателя: поршневых колец о стенки цилиндров, вкладышей в подшипниках коленчатого и распределительного валов и т.д. Эта энергия в конечном итоге также переходит в тепло. На потери от трения уходит примерно 5–10%.

5. Неполное сгорание топлива. В реальных условиях топливовоздушная смесь в цилиндрах сгорает не полностью. Часть химической энергии топлива остается невысвобожденной и уносится с выхлопными газами в виде несгоревших углеводородов (CH), сажи (C) и угарного газа (CO).

Ответ: Внутренняя энергия сгорающего топлива при работе поршневого двигателя внутреннего сгорания расходуется на совершение полезной механической работы, а также теряется вместе с горячими выхлопными газами, отводится системой охлаждения, тратится на преодоление сил трения в механизмах двигателя и уносится с продуктами неполного сгорания топлива.