Номер 317, страница 48 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Работа газа и пара при расширении. Тепловые двигатели - номер 317, страница 48.

Условие.

317. При резком движении с места автомобиля из выхлопной трубы часто появляется чёрный дым. Чем это объяснить? Как бороться с таким загрязнением воздуха?

Решение.

Чем это объяснить?

Появление чёрного дыма из выхлопной трубы при резком ускорении автомобиля является прямым следствием неполного сгорания топлива. Этот процесс можно объяснить следующими причинами:

1. Обогащённая топливно-воздушная смесь: Для обеспечения максимальной мощности при резком нажатии на педаль газа электронный блок управления двигателем подаёт в цилиндры избыточное количество топлива. Соотношение воздуха и топлива нарушается в пользу последнего, создавая так называемую богатую смесь.

2. Недостаток кислорода: В условиях обогащённой смеси поступающего в цилиндры воздуха (кислорода) становится недостаточно для полного окисления (сгорания) всего объёма топлива.

3. Образование сажи: В результате неполного сгорания углеводородов, содержащихся в топливе, образуются твёрдые частицы чистого углерода — сажа. Именно эти микроскопические частицы, выбрасываемые вместе с выхлопными газами, и воспринимаются визуально как густой чёрный дым.

Наиболее часто это явление наблюдается у дизельных двигателей, но может проявляться и у бензиновых, особенно при неисправностях в системе питания или зажигания.

Ответ: Чёрный дым — это сажа, состоящая из несгоревших частиц углерода. Она образуется из-за того, что при резком ускорении в двигатель подаётся слишком много топлива, которому не хватает воздуха для полного сгорания.

Как бороться с таким загрязнением воздуха?

Борьба с загрязнением воздуха выхлопными газами, в частности с выбросами сажи, ведётся комплексно и включает в себя как действия водителя, так и технические решения:

1. Стиль вождения: Наиболее простой способ — это избегать агрессивного стиля вождения. Плавное, постепенное ускорение предотвращает формирование переобогащённой топливной смеси и, как следствие, снижает выбросы сажи и расход топлива.

2. Техническое обслуживание автомобиля: Регулярное и своевременное обслуживание играет ключевую роль. Необходимо:

- Своевременно менять воздушный фильтр, так как забитый фильтр ограничивает поступление воздуха в двигатель, что приводит к обогащению смеси.

- Проверять и чистить топливные форсунки, чтобы обеспечить правильный распыл топлива.

- Следить за исправностью датчиков двигателя (особенно датчика кислорода), которые отвечают за правильное смесеобразование.

3. Современные технологии очистки: Современные автомобили оснащаются системами для снижения вредных выбросов:

- Каталитические нейтрализаторы (катализаторы) дожигают несгоревшие углеводороды и другие вредные соединения.

- Сажевые фильтры (DPF/FAP), устанавливаемые на дизельные автомобили, улавливают до 99% частиц сажи. Фильтры периодически проходят процедуру регенерации (самоочистки) путём выжигания накопленной сажи.

4. Глобальные решения: В долгосрочной перспективе наиболее эффективным решением является переход на экологически чистые виды транспорта: электромобили, водородные автомобили и транспортные средства, использующие другие альтернативные источники энергии.

Ответ: Для борьбы с таким загрязнением следует придерживаться плавного стиля вождения, регулярно проводить техническое обслуживание автомобиля (менять фильтры, проверять топливную систему), а на глобальном уровне — использовать современные системы очистки выхлопных газов и постепенно переходить на экологичные виды транспорта.