Номер 315, страница 48 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Работа газа и пара при расширении. Тепловые двигатели - номер 315, страница 48.

Условие.

315. Какие виды тепловых потерь, характерные для паровых двигателей, отсутствуют у двигателей внутреннего сгорания?

Решение.

Ключевое различие между паровыми двигателями и двигателями внутреннего сгорания (ДВС) заключается в их принципе работы. Паровой двигатель является двигателем внешнего сгорания, где топливо сжигается отдельно от рабочего тела (воды/пара). ДВС, как следует из названия, является двигателем внутреннего сгорания, где топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (цилиндре), и продукты сгорания сами являются рабочим телом. Это фундаментальное различие приводит к тому, что у паровых двигателей есть специфические виды тепловых потерь, которые отсутствуют у ДВС.

1. Потери тепла с уходящими дымовыми газами. В паровой установке топливо (например, уголь или мазут) сжигается в топке для нагрева воды в котле. В процессе теплопередачи от горячих продуктов сгорания к воде в котле значительная часть тепла (15–30% и более) не усваивается и уносится в атмосферу через дымовую трубу. Это неизбежные потери, связанные с организацией внешнего теплоподвода к рабочему телу. В ДВС этот вид потерь отсутствует, так как нет промежуточного процесса передачи тепла — сгорание происходит внутри цилиндра, и вся выделившаяся энергия (за вычетом других потерь) напрямую воздействует на поршень.

2. Потери тепла в окружающую среду от котла и паропроводов. Паровой двигатель требует громоздкой инфраструктуры, включающей котел и систему паропроводов для транспортировки пара высокого давления от котла к цилиндрам двигателя. Все эти элементы имеют очень высокую температуру и большую площадь поверхности. Несмотря на применение теплоизоляции, через их стенки происходят существенные потери тепла в окружающее пространство путем излучения и конвекции. В ДВС, где теплота выделяется и преобразуется в работу в одном компактном агрегате (блоке цилиндров), такие потери, связанные с транспортировкой горячего рабочего тела, отсутствуют.

Таким образом, хотя оба типа двигателей имеют общие виды потерь (например, с отработавшими газами/паром, на трение, с системой охлаждения у ДВС), перечисленные выше потери являются уникальной характеристикой двигателей внешнего сгорания, к которым относятся паровые машины.

Ответ: У двигателей внутреннего сгорания отсутствуют следующие виды тепловых потерь, характерные для паровых двигателей: потери тепла с уходящими газами из топки котла и потери тепла в окружающую среду от внешних поверхностей котла и паропроводов.