Задание, страница 104 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Определите среднее значение выбросов токсических веществ за год всеми автомобилями вашего города (населенного пункта).

Для определения среднего (общего) значения выбросов токсических веществ за год всеми автомобилями в конкретном городе необходимо провести расчет, основанный на статистических данных. Так как в вопросе не указан конкретный населенный пункт, приведем общую методику и пример расчета для г. Москва. Под "средним значением выбросов всеми автомобилями" будем понимать их суммарную массу за год.

Общая формула для расчета годовых выбросов ($M_{total}$) выглядит следующим образом:

$M_{total} = N \times L \times E_f$

где:

N – количество автомобилей в городе;

L – средний годовой пробег одного автомобиля;

E_f – средний коэффициент выбросов токсических веществ на единицу пробега.

Под токсическими веществами в данном случае понимается сумма оксида углерода (CO), оксидов азота (NOx) и летучих органических соединений/углеводородов (HC), без учета диоксида углерода (CO₂), который является парниковым газом, но не относится к данной группе токсикантов.

Проведем примерный расчет для г. Москва.

Дано:

Количество легковых автомобилей в Москве (N) на начало 2023 года: $\approx 3,75$ млн шт. = $3,75 \times 10^6$ шт.

Средний годовой пробег автомобиля (L): $\approx 16 000$ км/год.

Средний коэффициент выбросов токсических веществ (E_f): $\approx 5$ г/км. Это усредненное значение, учитывающее разный возраст и экологический класс автомобилей в автопарке.

$L = 16 000 \text{ км/год} = 1,6 \times 10^7 \text{ м/год}$

$E_f = 5 \text{ г/км} = 5 \times 10^{-3} \text{ кг/км} = \frac{5 \times 10^{-3} \text{ кг}}{10^3 \text{ м}} = 5 \times 10^{-6} \text{ кг/м}$

Найти:

Общую массу выбросов токсических веществ за год ($M_{total}$).

Решение:

1. Сначала найдем массу выбросов от одного среднего автомобиля за год ($M_{car}$). Расчет проведем в более удобных исходных единицах:

$M_{car} = L \times E_f = 16000 \text{ км/год} \times 5 \text{ г/км} = 80000 \text{ г/год}$

2. Переведем полученную массу в килограммы:

$80000 \text{ г/год} = 80 \text{ кг/год}$

Таким образом, один средний автомобиль в Москве выбрасывает около 80 кг токсичных веществ в год.

3. Теперь рассчитаем общую массу выбросов от всего парка легковых автомобилей города:

$M_{total} = N \times M_{car} = 3 750 000 \times 80 \text{ кг/год} = 300 000 000 \text{ кг/год}$

4. Для удобства восприятия переведем результат в тонны (1 тонна = 1000 кг):

$300 000 000 \text{ кг/год} = 300 000 \text{ тонн/год}$

Необходимо понимать, что данный расчет является оценочным. Точность результата напрямую зависит от точности исходных данных: количества автомобилей, их среднего пробега и, особенно, среднего коэффициента выбросов, который сильно варьируется в зависимости от типа и возраста двигателя, качества топлива, условий эксплуатации и стиля вождения.

Ответ: Среднее (общее) значение выбросов токсических веществ всеми легковыми автомобилями в г. Москва за год составляет примерно 300 000 тонн.