Номер 1-12, страница 7 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

1-12. Докажите, что работа автомобильного двигателя связана с химическими процессами.

1-12.

Работа автомобильного двигателя, а именно двигателя внутреннего сгорания (ДВС), который является наиболее распространенным типом, основана на преобразовании химической энергии топлива в механическую работу, приводящую автомобиль в движение. Этот процесс неразрывно связан с химическими реакциями.

1. Топливо как источник химической энергии. Автомобильное топливо, такое как бензин или дизельное топливо, является сложной смесью органических веществ, в основном углеводородов. В химических связях молекул этих веществ запасена значительная энергия.

2. Процесс горения – ключевая химическая реакция. Внутри цилиндров двигателя происходит управляемый процесс сгорания топливовоздушной смеси. Топливо, смешанное с воздухом (источником кислорода), поджигается искрой (в бензиновых двигателях) или воспламеняется от сжатия (в дизельных двигателях). Это экзотермическая химическая реакция, то есть реакция, идущая с выделением большого количества тепла и света. В результате этой реакции исходные вещества (углеводороды и кислород) превращаются в новые вещества – продукты сгорания (углекислый газ, вода и др.).

Упрощенное уравнение реакции горения одного из основных компонентов бензина, октана ($C_8H_{18}$), выглядит следующим образом:

$2C_8H_{18} (ж) + 25O_2 (г) \rightarrow 16CO_2 (г) + 18H_2O (г) + \text{Энергия (тепло)}$

3. Преобразование энергии. Высвобожденная в ходе химической реакции тепловая энергия вызывает резкое повышение температуры и давления газов в замкнутом объеме цилиндра. Эти раскаленные газы, расширяясь, с силой толкают поршень. Поступательное движение поршня через кривошипно-шатунный механизм преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Эта механическая работа и приводит в движение автомобиль.

Таким образом, вся цепь преобразований энергии в двигателе начинается именно с химического процесса: Химическая энергия (топлива) → Тепловая энергия (горящих газов) → Механическая энергия (движения поршня и вращения вала). Без химической реакции горения высвобождение энергии было бы невозможно.

Ответ: Работа автомобильного двигателя напрямую связана с химическими процессами, так как в его основе лежит химическая реакция горения топлива. В ходе этой экзотермической реакции химическая энергия, хранящаяся в молекулах топлива, высвобождается в виде тепла. Тепловая энергия, в свою очередь, заставляет газы в цилиндрах расширяться, совершая механическую работу, которая и приводит автомобиль в движение.