Обсудить в классе, страница 80 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 20. Двигатель внутреннего сгорания. Вопросы - страница 80.

Условие.

Каковы преимущества и недостатки двигателей внутреннего сгорания?

Решение.

Преимущества

• Высокая удельная мощность и компактность. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) способны генерировать значительную мощность при относительно небольших размерах и массе. Это делает их идеальным выбором для большинства транспортных средств, от мотоциклов до самолетов.
• Автономность и большой запас хода. Благодаря высокой энергоемкости жидкого топлива (бензин, дизельное топливо) и широкой, хорошо развитой сети заправочных станций, транспорт с ДВС может преодолевать большие расстояния без необходимости частых остановок.
• Быстрая заправка. Процесс заправки топливного бака занимает всего несколько минут, что является значительным преимуществом по сравнению с длительной (часто многочасовой) зарядкой аккумуляторов электромобилей.
• Отработанная технология и доступность обслуживания. ДВС производятся более столетия, их конструкция хорошо изучена, а технология производства и ремонта отлажена. Это обеспечивает относительно низкую стоимость автомобилей, а также повсеместную доступность запчастей и квалифицированного сервиса.
• Универсальность и надежность в разных условиях. ДВС надежно работают в широком диапазоне температур и климатических условий, не теряя производительности в сильный мороз или жару, в отличие от аккумуляторных батарей, чувствительных к температуре.

Недостатки

• Низкий коэффициент полезного действия (КПД). Большая часть энергии, содержащейся в топливе (до 60–75%), рассеивается в виде тепла и не преобразуется в полезную механическую работу. КПД современных бензиновых ДВС составляет в среднем 25–35%, а дизельных — около 40–50%.
• Экологический вред. Сгорание ископаемого топлива в ДВС является одним из основных источников загрязнения атмосферы. Выхлопные газы содержат токсичные соединения, такие как оксид углерода ($\text{CO}$), оксиды азота ($NO_x$), несгоревшие углеводороды, твердые частицы (сажа), а также парниковый газ — диоксид углерода ($CO_2$), способствующий глобальному потеплению.
• Зависимость от невозобновляемых ресурсов. Работа ДВС основана на использовании нефти — исчерпаемого природного ресурса. Это создает экономическую и политическую зависимость от стран-экспортеров нефти, волатильность цен на топливо и приводит к истощению мировых запасов.
• Высокие эксплуатационные расходы. Стоимость топлива, а также необходимость регулярного и сложного технического обслуживания (замена масла, фильтров, свечей зажигания, ремней и других компонентов) делают эксплуатацию автомобиля с ДВС достаточно затратной в долгосрочной перспективе.
• Шум и вибрация. Процесс сгорания топлива и движение множества механических частей (поршней, клапанов, валов) создают значительный уровень шума и вибрации, что снижает акустический комфорт при эксплуатации.

Ответ: Главные преимущества двигателей внутреннего сгорания заключаются в их высокой удельной мощности, большой автономности, быстрой заправке и отработанной, доступной технологии. Основные недостатки — это низкий КПД, серьезный вред для окружающей среды из-за токсичных выбросов, зависимость от ископаемого топлива и относительно высокие эксплуатационные расходы, связанные с топливом и обслуживанием.