Номер 4, страница 200 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 7. Электрический ток. Параграф 49. Источники тока. Задание 44 - номер 4, страница 200.

Условие.

4. Одна из актуальнейших проблем современного автомобилестроения — создание автомобилей с электродвигателями, которые заменили бы экологически «грязные» машины с двигателями внутреннего сгорания. Использование аккумуляторов в электромобилях создаёт множество проблем, которые до сих пор ещё до конца не решены. Подумайте и предположите, в чём состоят эти проблемы.

Решение.

Использование аккумуляторов в электромобилях, несмотря на их экологические преимущества непосредственно в месте эксплуатации (отсутствие выхлопных газов), порождает целый комплекс проблем, которые до сих пор не решены в полной мере. Эти проблемы лежат в технологической, экономической, инфраструктурной и экологической плоскостях.

1. Технологические и эксплуатационные проблемы

Ключевыми технологическими недостатками являются ограниченный запас хода и длительное время зарядки. Большинство электромобилей проезжают на одном заряде меньше, чем автомобили с полным баком топлива. Процесс "заправки" занимает от 30 минут на самых быстрых станциях до 8-12 часов от бытовой розетки, что несопоставимо с 5 минутами на АЗС. Кроме того, производительность аккумуляторов сильно зависит от температуры: в холодную погоду запас хода может сокращаться на 30-40% из-за необходимости обогрева батареи и салона. Наконец, аккумуляторы очень тяжелые и громоздкие, что увеличивает общую массу автомобиля, снижает его энергоэффективность и влияет на управляемость.Ответ: Проблемы заключаются в малом запасе хода, длительном времени зарядки, значительном снижении производительности при низких температурах и большом весе аккумуляторных батарей.

2. Экономические проблемы

Аккумуляторная батарея является самым дорогим компонентом электромобиля, её стоимость может составлять до трети и более от общей цены автомобиля. Это делает электромобили значительно дороже их аналогов с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Со временем все литий-ионные аккумуляторы подвержены деградации — потере ёмкости с каждым циклом заряда-разряда. Это приводит к постепенному уменьшению запаса хода. Замена аккумулятора по истечении срока его службы (в среднем 8-10 лет) — очень дорогостоящая процедура, сопоставимая со стоимостью подержанного автомобиля, что существенно влияет на его остаточную стоимость.Ответ: Проблемы состоят в высокой начальной стоимости электромобиля из-за дороговизны батареи, а также в потере её ёмкости со временем, что ведёт к дорогостоящей замене и снижению остаточной стоимости автомобиля.

3. Инфраструктурные проблемы

Для массового распространения электромобилей необходима развитая и доступная сеть зарядных станций. На данный момент количество общественных, особенно высокоскоростных, зарядных станций значительно уступает количеству АЗС. Их распределение неравномерно: они сконцентрированы в крупных городах и на основных магистралях, что затрудняет поездки в отдаленные районы. Кроме того, массовый переход на электротранспорт создаст колоссальную дополнительную нагрузку на существующие электрические сети, которые во многих регионах не рассчитаны на это и потребуют масштабной и дорогой модернизации.Ответ: Проблемы заключаются в недостаточном количестве и неравномерном распределении зарядных станций, а также в потенциальной перегрузке и необходимости модернизации электрических сетей.

4. Экологические и этические проблемы

Несмотря на отсутствие выхлопа при движении, жизненный цикл электромобиля не является полностью "зелёным". Производство аккумуляторов требует добычи таких ресурсов, как литий, кобальт, никель и марганец. Процесс их добычи и переработки очень энергозатратен, часто наносит серьезный вред окружающей среде (загрязнение воды и почвы) и связан с этическими вопросами, такими как использование детского труда и плохие условия работы в некоторых странах. После выхода из строя аккумуляторы становятся опасными отходами. Их утилизация и переработка — технологически сложный и дорогой процесс, который пока не налажен в промышленных масштабах. Наконец, "чистота" электромобиля напрямую зависит от источника электроэнергии: если он заряжается от сети, питаемой угольными ТЭЦ, то его косвенный углеродный след может быть сопоставим с автомобилем с ДВС.Ответ: Проблемы состоят в значительном экологическом ущербе и высоких энергозатратах при добыче сырья для аккумуляторов, сложности их последующей утилизации, а также в зависимости итогового экологического эффекта от "чистоты" источников электроэнергии.