Номер 3, страница 106 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

3. Какие меры предпринимаются для защиты окружающей среды от влияния выбросов тепловых машин?

Технологические меры по очистке выбросов

Одной из ключевых мер является оснащение тепловых машин системами очистки отработанных газов. В автомобилях с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) широко применяются каталитические нейтрализаторы. Они преобразуют наиболее токсичные компоненты выхлопа — угарный газ ($CO$), оксиды азота ($NO_x$) и несгоревшие углеводороды — в относительно безвредные углекислый газ ($CO_2$), азот ($N_2$) и воду ($H_2O$). Для дизельных двигателей обязательным элементом стали сажевые фильтры (DPF), которые улавливают до 99% твердых частиц (сажи).

На крупных стационарных установках, таких как тепловые электростанции (ТЭС), используются более сложные и масштабные системы. Для улавливания твердых частиц (золы) применяют электростатические и рукавные фильтры. Для удаления оксидов серы ($SO_x$), вызывающих кислотные дожди, устанавливают скрубберы (системы сероочистки). Выбросы оксидов азота ($NO_x$) снижаются с помощью технологий селективного каталитического (SCR) или некаталитического (SNCR) восстановления.

Повышение эффективности и использование более чистого топлива

Важным направлением является повышение коэффициента полезного действия (КПД) тепловых машин. Чем выше КПД, тем меньше топлива требуется для получения того же количества энергии, и, соответственно, меньше образуется выбросов. Например, на современных ТЭС вместо паросилового цикла все чаще применяют парогазовые установки (ПГУ), КПД которых достигает 60% и более. Также используется когенерация — совместное производство электрической и тепловой энергии, что позволяет утилизировать сбросное тепло и повысить общую эффективность использования топлива до 90%.

Осуществляется переход на более экологичные виды ископаемого топлива. Например, замена угля природным газом на ТЭС позволяет значительно сократить выбросы $SO_x$ и твердых частиц. Для автомобилей разрабатываются и внедряются топлива с улучшенными экологическими характеристиками (например, бензин и дизельное топливо стандарта Евро-5 и Евро-6 с низким содержанием серы).

Переход на альтернативные источники энергии и виды транспорта

Наиболее радикальной мерой является постепенный отказ от тепловых машин, работающих на ископаемом топливе. В транспортной сфере это проявляется в росте популярности электромобилей, которые не имеют локальных выбросов. Хотя производство электроэнергии для них может сопровождаться выбросами на ТЭС, их легче контролировать на нескольких крупных источниках, чем на миллионах автомобилей. В долгосрочной перспективе предполагается переход на генерацию электроэнергии из возобновляемых источников (солнце, ветер, вода). Перспективным направлением также является водородный транспорт, где продуктом работы топливного элемента является только вода.

Законодательные и организационные меры

Правительства и международные организации вводят строгие экологические стандарты и нормативы на выбросы (например, стандарты "Евро" в Европе, "Tier" в США). Для стимулирования снижения выбросов используются экономические механизмы: углеродные налоги, системы торговли квотами на выбросы, субсидии на покупку экологически чистого транспорта и внедрение "зеленых" технологий. Кроме того, принимаются меры по развитию общественного транспорта, созданию велосипедной инфраструктуры и оптимизации транспортных потоков в городах для уменьшения пробок и, как следствие, выбросов.

Ответ: Для защиты окружающей среды от выбросов тепловых машин предпринимается комплекс мер, включающий: 1) технологическую очистку выхлопных и дымовых газов с помощью катализаторов, фильтров и скрубберов; 2) повышение КПД двигателей и электростанций, а также использование более чистого топлива (природный газ, низкосернистый бензин); 3) постепенный переход на альтернативные технологии, такие как электромобили, водородный транспорт и возобновляемые источники энергии; 4) введение строгих экологических стандартов, экономических стимулов и развитие общественного транспорта.