Номер 4, страница 53 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Тепловые машины. Параграф 14. Использование тепловых двигателей и охрана природы - номер 4, страница 53.

Условие.

4. Какие меры предпринимаются по предупреждению вредных выбросов в атмосферу тепловыми двигателями?

Решение.

Для предупреждения вредных выбросов в атмосферу тепловыми двигателями, особенно двигателями внутреннего сгорания (ДВС), предпринимается комплекс мер, которые можно разделить на несколько основных направлений:

1. Улучшение конструкции двигателя и процесса сгорания
Современные двигатели оснащаются сложными системами впрыска топлива, которые позволяют точнее дозировать топливо и создавать оптимальную топливно-воздушную смесь. Это обеспечивает более полное сгорание топлива, что снижает выбросы угарного газа (CO), несгоревших углеводородов (CH) и сажи. Электронные блоки управления (ЭБУ) постоянно контролируют и корректируют работу двигателя для достижения максимальной эффективности и минимальных выбросов.

2. Очистка отработавших газов
Это одно из самых важных направлений. В выхлопную систему автомобилей и других машин с ДВС устанавливаются специальные устройства:
- Каталитические нейтрализаторы (катализаторы): Преобразуют наиболее токсичные компоненты выхлопных газов (оксиды азота NOx, угарный газ CO, углеводороды CH) в менее вредные вещества, такие как углекислый газ (CO₂), азот (N₂) и водяной пар (H₂O).
- Сажевые фильтры (DPF/FAP): Устанавливаются на дизельные двигатели для улавливания твердых частиц сажи. Накопленная сажа периодически выжигается в процессе регенерации фильтра.
- Система рециркуляции отработавших газов (EGR): Возвращает часть выхлопных газов обратно во впускной коллектор. Это снижает температуру сгорания в цилиндрах, что, в свою очередь, уменьшает образование токсичных оксидов азота (NOx).
- Система избирательной каталитической нейтрализации (SCR): Применяется в современных дизельных двигателях для превращения оксидов азота в безвредный азот и воду с помощью впрыска специального реагента (например, раствора мочевины AdBlue).

3. Повышение качества топлива
Использование более чистого топлива со сниженным содержанием серы и других примесей значительно уменьшает вредные выбросы. Например, переход на бензин и дизельное топливо высоких экологических классов (Евро-5, Евро-6) позволяет снизить выбросы оксидов серы (вызывающих кислотные дожди) и твердых частиц.

4. Развитие альтернативных видов топлива и силовых установок
Ведутся активные разработки и внедрение:
- Газомоторного топлива (метан, пропан-бутан), которое при сгорании производит значительно меньше вредных веществ.
- Гибридных силовых установок, сочетающих ДВС и электродвигатель для снижения расхода топлива и выбросов.
- Электромобилей и водородных автомобилей, которые не производят вредных выбросов в месте эксплуатации.

5. Законодательное регулирование
Государства вводят строгие экологические стандарты (например, стандарты «Евро» в Европе), которые ограничивают допустимый уровень вредных веществ в выхлопных газах. Это заставляет производителей постоянно совершенствовать технологии для снижения токсичности выбросов.

Ответ: Для предотвращения вредных выбросов от тепловых двигателей применяются комплексные меры: совершенствование конструкции двигателей для более полного сгорания топлива, установка систем очистки выхлопных газов (катализаторы, сажевые фильтры, системы EGR и SCR), улучшение качества топлива, переход на альтернативные источники энергии (газ, электричество, водород) и введение строгих государственных экологических стандартов.