Двигатели внутреннего сгорания работают на жидком топливе бензин керосин нефть или на горючем газе
Доступно для всех учеников 1-11 классов и дошкольников
Описание презентации по отдельным слайдам:
Для чего на радиаторы автомобилей зимой надевают утеплительный чехол?
Почему сады не разводят в низинах?
Чтобы быстрее сварить картофель, надо на поверхность воды положить кусочек сливочного масла. Зачем?
Разбитая ваза. Вчера я вернулся домой с работы несколько раньше, чем обычно. Только я присел за стол, собираясь поужинать, как вдруг в комнате у жены что-то упало. Я бросился туда и увидел, лежащую на полу старинную вазу, которой моя жена очень дорожит. Ваза была разбита. В этот же момент из комнаты выбежал какой-то человек. Я кинулся за ним. Но, как только я оказался на улице, стекла моих очков тотчас запотели. Вы ведь знаете, что сейчас у нас стоят холодные вечера. Я споткнулся, упал и потерял незнакомца из виду. Я очень прошу вас разыскать злоумышленника. Ведь он, конечно, намеривался ограбить нашу квартиру. К тому же, как объясню жене – а она сегодня возвращается от своих родителей, - каким образом ее ваза оказалась разбитой?
Я не могу понять, почему вы, господин Владимир, так боитесь своей жены. Вы вот пытаетесь ввести меня в заблуждение, ссылаясь на какого-то мнимого преступника, а будет гораздо лучше, если вы просто расскажите жене, как все произошло. Почему инспектор Воронов отказался расследовать это происшествие?
3
Вода в цилиндре нагревается,
кипит, образуется пар.
Нагретый пар расширяется
и выталкивает пробку.
Внутренняя энергия пара
превращается
в механическую
энергию пробки
Тепловые двигатели
ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО
СГОРАНИЯ
ЗА и ПРОТИВ
Тепловыми двигателями называют машины, в которых энергия топлива превращается в механическую энергию.
→ Паровая машина
→ Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
→ Реактивный двигатель
→ Паровая и газовая турбины
Первые автомобили с ДВС.
ДВС – очень распространенный вид теплового двигателя. Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя (записать в тетради).
ДВС – работает на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или на горючем газе.
Модель ДВС в разрезе
Устройство двигателя:
1, 2 – клапаны
3 – поршень
4 – шатун
5 – коленчатый вал
6 – свеча
Схема работы двигателя.
а) мертвые точки;
б) ход поршня
Циклы четырехтактного двигателя :
1. Впуск.
2. Сжатие.
3. Рабочий ход.
4. Выпуск.
Проверим себя
На рисунке схематично изображено 4 такта работы ДВС. Соответствует ли последовательность расположенных рисунков чередованию тактов? Как вы предлагаете их расположить?
Кто быстрее ответит.
солярка
клапан
свеча
рабочий ход
впуск
выпуск
сжатие
Экологические проблемы
- загрязнение воздушного бассейна,
- загрязнение водоёмов,
- загрязнение почв,
- шумовое загрязнение.
Пути решения:
- очистные фильтры,
- другие виды топлива,
- электромобили.
Экологическая викторина.
1. Почему бочка для хранения бензина должна закрываться пробкой с резиновой прокладкой, причем очень плотно?
2. В какое время года потери бензина на испарение максимальны и почему?
3. Почему резервуары с бензином предпочтительнее размещать под землёй?
4. Подсчитано, что если для заправки бензином использовать ведро, то в год потери горючего (на одну автомашину) составят до 200 кг. Каковы причины этих потерь?
Если мы вредим природе,
Мы вредим самим себе.
С юных лет должны ребята
Все живое охранять.
Чтоб за страшную ошибку
На природу не пенять.
Лозунг жив еще в народе,
Повторяй его везде
Продлеваешь жизнь природе –
Продлеваешь жизнь себе.
Н. Аникин
“Что может сделать каждый из вас, чтобы спасти Землю от загрязнения двигателями внутреннего сгорания?”.
Двигатель внутреннего сгорания — очень распространённый вид теплового двигателя. Топливо в нём сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя.
Двигатели внутреннего сгорания работают на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или на горючем газе.
Тепловые двигатели такого типа обычно устанавливают на автомобили. На рисунке 26 показан простейший двигатель внутреннего сгорания в разрезе. Двигатель состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень 3, соединённый при помощи шатуна 4 с коленчатым валом 5.
В верхней части цилиндра имеется два клапана 1 и 2, которые при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты. Через клапан 1 в цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи 6, а через клапан 2 выпускаются отработавшие газы.
В цилиндре такого двигателя периодически происходит сгорание горючей смеси, состоящей из паров бензина и воздуха. Температура газообразных продуктов сгорания достигает 1600—1800 °С. Давление на поршень при этом резко возрастает.
Расширяясь, газы толкают поршень, а вместе с ним и коленчатый вал, совершая механическую работу. При этом они охлаждаются, так как часть внутренней энергии газов превращается в механическую энергию.
Рассмотрим более подробно схему работы такого двигателя. Крайние положения поршня в цилиндре называют мёртвыми точками. Расстояние, проходимое поршнем от одной мёртвой точки до другой, называют ходом поршня.
Один рабочий цикл в двигателе происходит за четыре хода поршня, или, как говорят, за четыре такта. Поэтому такие двигатели называют четырёхтактными.
Один ход поршня, или один такт двигателя, совершается за пол-оборота коленчатого вала.
При повороте вала двигателя в начале первого такта поршень движется вниз (рис. 27, а). Объём над поршнем увеличивается. Вследствие этого в цилиндре создаётся разрежение. В это время открывается клапан 1 ив цилиндр входит горючая смесь. К концу первого такта цилиндр заполняется горючей смесью, а клапан 1 закрывается.
При дальнейшем повороте вала поршень движется вверх (второй такт) и сжимает горючую смесь (рис. 27, б). В конце второго такта, когда поршень дойдёт до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь воспламеняется (от электрической искры) и быстро сгорает.
Образующиеся при сгорании газы давят на поршень и толкают его вниз (рис. 27, в). Под действием расширяющихся нагретых газов (третий такт) двигатель совершает работу, поэтому этот такт называют рабочим ходом. Движение поршня передаётся шатуну, а через него коленчатому валу с маховиком. Получив сильный толчок, маховик продолжает вращаться по инерции и перемещает скреплённый с ним поршень при последующих тактах. Второй и третий такты происходят при закрытых клапанах.
В конце третьего такта открывается клапан 2, и через него продукты сгорания выходят из цилиндра в атмосферу. Выпуск продуктов сгорания продолжается и в течение четвёртого такта, когда поршень движется вверх (рис. 27, г). В конце четвёртого такта клапан 2 закрывается.
Итак, цикл двигателя состоит из следующих четырёх процессов (тактов): впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска.
В автомобилях используют чаще всего четырёхцилиндровые двигатели внутреннего сгорания. Работа цилиндров согласуется так, что в каждом из них поочерёдно происходит рабочий ход и коленчатый вал всё время получает энергию от одного из поршней. Имеются и восьмицилиндровые двигатели. Многоцилиндровые двигатели в лучшей степени обеспечивают равномерность вращения вала и имеют большую мощность.
Применение двигателей внутреннего сгорания чрезвычайно разнообразно. Они приводят в движение самолёты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы. Мощные двигатели внутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах.
Вопросы
1. Какой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания?
2. Пользуясь рисунком 26, расскажите, из каких основных частей состоит простейший двигатель внутреннего сгорания.
3. За сколько ходов, или тактов, происходит один рабочий цикл двигателя? Сколько оборотов делает при этом вал двигателя?
4. Какие процессы происходят в двигателе в течение каждого из четырёх тактов? Как называют эти такты?
5. Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания?
Двигатель внутреннего сгорания – очень распространённый вид теплового двигателя. Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя. Самое широкое применение – в автомобилях.
ДВС работают на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или на горючем газе.
Простейшая модель ДВС.
Двигатель состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень 3, соединенный при помощи шатуна 4 с коленчатым валом 5.
В верхней части цилиндра имеется два клапана 1 и 2, которые при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты. Через клапан 1 в цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи 6, а через клапан 2 выпускается отработавшиеся газы.
В цилиндре такого двигателя периодически происходит сгорание горючей смеси, состоящей из паров бензина и воздуха. Температура газообразных продуктов сгорания достигает 1600-1800 о С. Давление на поршень при этом резко возрастает. Расширяясь, газы толкают поршень и коленчатый вал, совершая при этом механическую работу.
Рассмотрим схему работы двигателя:
Один рабочий цикл происходит за четыре такта или хода поршня. Поэтому такие двигатели часто называют четырехтактными. Один ход поршня совершается за пол-оборота коленчатого вала.
Первый такт:Поршень двигается вниз. Объем над поршнем увеличивается. В цилиндре создается разрежение. Открывается клапан 1, в цилиндр входит горючая смесь. Цилиндр заполняется горючей смесью, клапан 1 закрывается.
Второй такт:Поршень двигается вверх, сжимает горючую смесь. Сжатая горючая жидкость воспламеняется (от электрической искры) и быстро сгорает.
Третий такт (рабочий ход):Газы давят на поршень и толкают его вниз. Под действием нагретых расширяющихся газов двигатель совершает работу. Движение поршня передается шатуну, а через него коленчатого валу с маховиком.
*Второй и третий такт происходит при закрытых клапанах.
Четвертый такт:в конце 3 такта клапан 2 открывается и через него продукты сгорания выходят в атмосферу. В течение такта поршень движется вверх. В конце такта клапан 2 закрывается.
Мёртвые точки – крайние положения поршня в цилиндре.
Ход поршня – это расстояние, проходимое поршнем от одной мёртвой точки до другой.
Такт-это один ход поршня, равен половине оборота коленвала.
В двигателях внутреннего сгорания используются различные: газообразные, жидкие и даже твердые топлива, хотя практическое значение имеют только некоторые из них. Непосредственное сжигание, например, пылевидного твердого топлива в цилиндрах двигателя технически вполне осуществимо, и такие попытки имели место. Однако золообразование в цилиндрах, чрезмерно высокий износ двигателя и другие связанные с этим трудности до сих пор не преодолены. Поэтому твердые топлива предварительно газифицируются в специальных установках — газогенераторах или же используются как сырье для получения жидких топлив, например бензола. Таким образом, для приготовления рабочей смеси в двигателях внутреннего сгорания используются, как правило, жидкие или газообразные топлива.
Смесеобразование в поршневых двигателях во многом зависит от вида применяемого топлива.
Газообразное топливо смешивается с воздухом на входе в двигатель в специальном смесителе, поэтому в его цилиндры поступает уже готовая горючая смесь.
Топливовоздушную смесь из жидкого топлива и воздуха готовят Двумя способами:
1) чистый воздух и жидкое топливо подаются в цилиндры двигателя раздельно и перемешиваются непосредственно в цилиндрах, образуя с остаточными газами рабочую смесь;
2) жидкое топливо перемешивается с воздухом перед поступлением в цилиндры, куда поступает готовая горючая смесь.
Следовательно, возможны два способа приготовления топливо-воздушной смеси: вне цилиндров и непосредственно в цилиндрах. В зависимости от этого двигатели внутреннего сгорания принято разделять на двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием.
В двигателях с внешним смесеобразованием и зажиганием рабочей смеси от электрической искры, работающих на жидком топливе, горючая смесь чаще всего подготавливается в карбюраторах. Такие двигатели принято называть карбюраторными. Внутреннее смесеобразование преимущественно используется в двигателях с воспламенением рабочей смеси от тепла, накапливаемого в процессе сжатия. Такие двигатели называются двигателями с воспламенением от сжатия, или дизелями (по имени изобретателя Рудольфа Дизеля).
В практике применяются и другие сочетания методов приготовления и воспламенения рабочей смеси в поршневых двигателях, но они не изменяют основу рассмотренных методов смесеобразования.
Моторные топлива независимо от того, из какого исходного сырья и каким методом они получены, должны обладать определенными физико-химическими свойствами, обеспечивающими надежную работу двигателей, хорошую их топливную экономичность и возможно меньшие износы деталей. Экономичность двигателей, а следовательно, и общий расход горючего в известной мере зависят от теплоты сгорания топлива. Особенно большое значение это имеет для транспортных двигателей, так как радиус действия транспортных средств зависит от запаса топлива, а емкости их баков ограничены.
Газообразные и жидкие топлива нефтяного происхождения представляют собой смеси различных углеводородов широкого фракционного состава. В практике используются топлива с фракционным составом от легких газообразных до тяжелых, трудно испаряемых.
Физико-химические свойства моторных топлив, как правило, регламентируются государственными стандартами, которые обязательно учитываются при проектировании новых двигателей.
Твердые топлива — антрацит, различные угли, древесина, торф, горючие сланцы и другие — используются для получения таких газообразных топлив, как светильный, коксовый, доменный и газогенераторный газы, а также жидких топлив в виде сланцевых, угольных и других бензинов и бензолов, пригодных для сжигания в двигателях внутреннего сгорания.
Жидкие моторные топлива по роду исходного сырья подразделяются на две группы: нефтяные и ненефтяные, получаемые, например, при соответствующей переработке твердого топлива. В двигателях внутреннего сгорания в основном применяются жидкие топлива, получаемые в больших количествах путем переработки нефти. Это бензин, керосин, газойлевые и соляровые фракции и даже мазут, который используется иногда в качестве тяжелого нефтяного топлива.
Бензин представляет собой наиболее летучую жидкую часть нефти, состоящую в основном из группы индивидуальных углеводородных соединений от пентана С5Н12 до октана C8H18. Температура кипения бензиновых компонентов нефти не превышает 185-205°С.
Керосин состоит из более тяжелых углеводородов, выкипающих при температуре 290-300°С. Еще более тяжелыми фракциями являются газойль и соляровое масло. Температура выкипания углеводородов газойлевой фракции достигает 380°С, а солярового масла — 500°С.
Для карбюраторных двигателей основным топливом служит бензин, а в двигателях с воспламенением от сжатия используется дизельное топливо, основанное на смеси фракций нефти, температура кипения которых не выходит за пределы 350°С. В крупных стационарных дизелях находят применение тяжелые моторные топлива, состоящие из смеси солярового масла и мазута. Газотурбинные двигатели работают на керосине.
Нефтяное топливо в основном состоит из химических элементов: углерода С и водорода Н. Содержание углерода колеблется в пределах 85 ÷ 87%, а водорода — 13 ÷ 15%. В небольших количествах они содержат кислород О, азот N, серу S и следы воды. Эти элементы входят в нефтепродукты в виде химических соединений, главными из которых являются углеводороды, составляющие следующие группы (ряды): алканы, цикланы и ароматические углеводороды бензольного ряда.
Перечисленные группы углеводородных соединений различаются структурой молекул. Молекулы алканов, например, имеют цепное строение (незамкнутые цепи), в молекулы цикланов входят замкнутые кольца (циклы) атомов углерода с простой валентной связью, а молекулы ароматического ряда характеризуются наличием шести -членного циклического ядра с более сложной валентной связью между атомами углерода.
Групповой состав углеводородных соединений оказывает большое влияние на физико-химические свойства топлив, предопределяя возможности их использования в определенных типах двигателей.
Для топлив карбюраторных двигателей важнейшим качеством является, например, детонационная стойкость. Если детонационная стойкость топлива не соответствует выбранной (завышенной) степени сжатия, то нормальное протекание процесса сгорания нарушается. Сгорание приобретает взрывной характер, порождающий ударную волну давления, которая распространяется в цилиндре со сверхзвуковой скоростью. Удары детонационной волны о стенки цилиндра и поршень при многократном отражении вызывают вибрацию стенок, воспринимаемую как характерный резкий детонационный стук. Работа двигателя с детонационным сгоранием недопустима, так как ухудшает его показатели и приводит к разрушению некоторых ответственных деталей кривошипно-шатунного механизма.
Детонационная стойкость топлив зависит от группового состава углеводородных соединений. Чем больше в топливе ароматических соединений, тем выше его детонационная стойкость.
Антидетонационные свойства топлив оцениваются октановым числом путем сравнения топлив с эталонами. В качестве эталонов приняты изооктан (и—C8H18), обладающий хорошими антидетонационными свойствами, и нормальный гептан (н — С7Н16) с низкими антидетонационными свойствами. Октановое число топлива принимается численно равным процентному содержанию изооктана в такой смеси с нормальным гептаном, которая оказывается равноценной данному топливу по детонационной стойкости при испытаниях в стандартных условиях. Октановые числа (о. ч.) современных бензинов находятся в пределах 70 ÷ 100 единиц.
Для топлив, применяемых в дизелях, важнейшим качеством является самовоспламеняемость, определяющая степень жесткости работы двигателя, о которой можно судить, например, по резкости характерного стука, возникающего при работе дизеля. Самовоспламеняемость дизельных топлив оценивается цетановым числом, которое определяют путем сравнения работы стандартного двигателя на испытуемом топливе и па смеси эталонных топлив. В качестве эталонов используются цетан (С16Н34) из группы алканов с хорошей воспламеняемостью и альфа-метилнафталин (С10Н7СН3), являющийся ароматическим углеводородом, стойким против самовоспламенения. Цетановое число топлива принимается численно равным процентному содержанию цетана в такой смеси с альфа-метил нафталином, которая по самовоспламеняемости оказывается равноценной испытуемому топливу.
Чем выше содержание алканов в дизельном топливе, тем выше его склонность к самовоспламенению и тем мягче, без сильных стуков работают дизели. Цетановое число (ц. ч.) дизельных топлив составляет примерно 45—50 единиц.
Газообразные моторные топлива широко используются для питания как транспортных, так и стационарных силовых установок.
Топлива, предназначенные для транспортных газовых двигателей, должны обладать высокой теплотой сгорания, так как иначе трудно обеспечить достаточный запас топлива при ограниченных габаритах и весе транспортных средств и их силовых устройств. Для стационарных силовых установок это требование не является существенным, поскольку они могут питаться непосредственно от источников получения газа.
В качестве газообразного топлива в двигателях внутреннего сгорания используют природные, промышленные и газогенераторные газы. Природные газы получают из скважин подземных газовых месторождений и на промыслах добычи нефти (промысловые или нефтяные газы); промышленные газы представляют собой продукты переработки нефти, твердых горючих ископаемых (например, при выжиге кокса в доменном производстве, в ряде химических производств и т. д.); газогенераторные газы получают путем газификации различных твердых топлив в газогенераторных установках.
Природные и промышленные газы в зависимости от их агрегатного состояния при использовании в качестве топлива подразделяют на два класса или группы: сжимаемые (или сжатые) и сжижаемые (или сжиженные). Эти названия групп носят условный характер, так как при глубоком охлаждении сжиженными могут быть и газы первого класса, имеющие низкую критическую температуру.
К сжимаемым относятся следующие газы: метан СН4, водород Н2, окись углерода СО и их смеси. Эти газы при нормальной температуре остаются в газообразном состоянии при сжатии их до любого высокого давления. Они хранятся в специальных баллонах под давлением в 200 кГ/см2 (≈ 20 Мн/м2). По теплоте сгорания их подразделяют на высококалорийные, среднекалорийные и низкокалорийные.
Высококалорийные газы состоят в основном из метана и имеют низшую теплоту сгорания 5500 ÷ 9000 ккал/м3 (≈ 22—36 Мдж/м3). В эту группу входят газы природные, нефтяные (промысловые) и канализационные, получающиеся при переработке сточных вод городских канализационных систем. Сюда же относится метановая фракция коксового газа.
Среднекалорийные газы содержат много водорода и окиси углерода; низшая теплота сгорания их составляет 3500 ÷ 5500 ккал/м3 (≈ 14,2—22 Мдж/м3). В основном это коксовый газ, получаемый в больших количествах при выжиге кокса.
Низкокалорийные газы характеризуются небольшим содержанием горючих компонентов, состоящих в основном из окиси углерода— 20 ÷ 30%. На инертные компоненты (балластную часть) этих газов приходится до 65%, поэтому низшая теплота сгорания их находится в пределах 1000 ÷ 3500 ккал/м3 (≈ 4—14,2 Мдж/м3). В эту группу входят доменный и различные силовые (генераторные) газы. Используются они без предварительного сжатия в основном в стационарных силовых установках.
К сжижаемым газам относятся: этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Ню. этилен С2Н4, пропилен С3НС, бутилен С4Н8 и другие компоненты нефтяных (промысловых) и промышленных газов. Низшая теплота сгорания этих газов находится в пределах 14000 ÷ 26000 ккал/м3 (56—104 Мдж/м3) — сжижаются они при обычных температурах и относительно невысоких давлениях. Это выгодно отличает их даже от высококалорийных сжимаемых газов, так как позволяет обходиться более тонкостенными баллонами, рассчитанными на рабочее давление, не превышающее 16 ÷ 20 кГ/см2 (≈ 1,6—2,0 Мдж/м2).
В качестве топлива для транспортных двигателей применяются в основном пропано-бутановые смеси.
Газообразные топлива по сравнению с бензином обладают более высокими октановыми числами, составляющими 90 ÷ 120 единиц, что позволяет повышать степень сжатия в двигателях без опасения вызвать детонационное сгорание. При работе на газообразном топливе в поршневых двигателях заметно уменьшается также износ стенок цилиндров, меньше накапливается отложений, улучшается смесеобразование, вследствие чего облегчается пуск и обеспечивается более полное сгорание топлива в цилиндрах. Поэтому газообразное топливо целесообразно использовать в автомобильных двигателях.
В поршневых двигателях с внешним смесеобразованием можно использовать только некоторые из перечисленных видов моторных топлив — газообразные и жидкие, обладающие сравнительно хорошей испаряемостью, например бензин. При использовании топлив с недостаточной испаряемостью нельзя получить на входе в цилиндры горючую смесь с нужным паросодержанием, что нарушает смесеобразование и расстраивает нормальное протекание рабочего цикла в двигателе. С точки зрения ассортимента потребляемых топлив более предпочтителен поэтому способ внутреннего смесеобразования. Двигатели с внутренним смесеобразованием при соответствующей организации процессов могут практически работать на любых жидких моторных топливах, начиная от легких, высокооктановых бензинов до тяжелых погонов нефти. Такие многотопливные двигатели получают все большее распространение.
Конспект урока № 63 по физике в 9 классе. Дата проведения: 15.02.21г.
Тема: Принципы работы тепловых двигателей. ДВС.
Цели урока: закрепить знания учащихся о тепловых явлениях; дать историческую справку о создании тепловых машин, их использовании человеком; сформировать понятие теплового двигателя, его устройстве; рассмотреть физические принципы работы тепловых двигателей; учить обучающихся сравнивать и сопоставлять изучаемые процессы; сформировать знания о работе пара и газа на примере изучения двигателя внутреннего сгорания (ДВС); ознакомить с устройством и принципом действия четырёхтактного ДВС (на модели); развивать у учащихся интерес к изучению данной темы, логическое мышление, умение работать с учебником и применять полученные знания на практике; воспитывать добросовестное отношение к учебному труду, самостоятельность, уважение к людям науки.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Оборудование: мультимедийный проектор, ноутбук, экран, презентация «История
разрезе), учебник В.В. Белага.
Ход урока.
2.Повторение ранее пройденного материала.
Задание учащимся: На столах у вас лежит текст. Прочтите его, выделите в нем 7
несоответствий-ошибок с точки зрения физики и объясните ваш выбор.
Не может быть.
Проснувшись рано с утра, я вспомнил, что договорился с Витей идти на речку смотреть ледоход. Открыл окно. Морозный воздух клубами врывался в комнату и поднимался под потолок. С пятого этажа мне хорошо были видны поля за окраиной города. Там весь снег уже стаял, и только на крышах домов он еще лежал мохнатыми шапками.
Включив электрочайник, я быстро сделал зарядку, вымылся по пояс под краном и, не вытираясь, глубоко вздохнул – по всему телу разлилось тепло. Зайдя на кухню, я понял, что слишком увлекся – чайник кипел уже не одну минуту. Кипяток был просто обжигающий – градусов 120. Мне пришлось долго ждать прежде, чем он остыл, и я смог попить чаю. Покушав, я побежал на улицу. Опаздывал. Витя был уже там.
- Вот погодка сегодня! – вместо приветствия восхищенно произнес он. – Солнце какое, а температура с утра минус 200 С.
- Нет, минус 400 С, - возразил я.
Мы заспорили, потом Витя сообразил, в чем дело.
- У меня термометр на ветру висит, - сказал он, - а у тебя в укромном месте, поэтому и показывает больше.
Мы пошли по улице, бодро шлепая по лужам.
7 ошибок в тексте:
Морозный воздух поднимался под потолок – холодный воздух с улицы тяжелее теплого внутри помещения и должен опускаться вниз.
На полях весь снег уже стаял, и только на крышах домов еще лежал мохнатыми шапками - первым снег растает на крышах.
Вымылся по пояс под краном, не вытирался – по всему телу разлилось тепло - при испарении вода отнимает энергию у тела и должно становиться холоднее.
Кипяток был обжигающий – градусов 120 - вода кипит при температуре 1000С.
Термометр весит на ветру и показывает -200С, а в укромном месте -400С – на ветру температура должна быть ниже (-400С), чем в укромном месте (–200С).
Мы пошли по улице, шлепая по лужам - вода при отрицательной температуре превращается в лед.
- Мотивация учебной и познавательной деятельности.
Вторую половину XX и начала XXI века называют эпохой научно-технической революции. Она характеризуется бурным развитием науки и быстрым внедрением научных открытий в технику, промышленность, сельское хозяйство. Например, сконструировать двигатель, который приводит в движение автомобиль, тепловоз, теплоход, смогли лишь после изучения тепловых явлений и свойств газов. Сегодня мы познакомимся с историей создания тепловых двигателей, а также устройством и работой двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
1698 г. Томас Сэвери (английский инженер) создал машину, которая преобразовывала внутреннюю энергию в механическую (тепловой двигатель); использовали для откачки воды из угольных шахт.
1710 г. Томас Ньюкомен (английский инженер) предложил пароатмосферный двигатель, в котором пар внутри цилиндра толкал вверх поршень. Для возврата в нижнее положение его охлаждали, пар конденсировался, давление в цилиндре падало, и под действием атмосферного давления поршень опускался вниз. Затем цилиндр снова нагревали, чтобы заставить пар толкать поршень вверх. На всё это уходило много времени и, двигатель работал очень медленно и с низким КПД.
Его машина должна была заменить водяной двигатель на заводе в Барнауле.
Из оборудования на заводе были только воздуходувные мехи и молоты для ковки металла. И их приводили в движение силой воды. Поэтому заводы строили на берегах рек. Если река становилась более мелководной, то производство останавливалось.
В 1765 году Ползунов разработал специальный поплавковый регулятор уровня в котле.
К сожалению, увидеть машину в работе Ползунову не удалось, он умер за два месяца до пуска машины в эксплуатацию, 27 мая 1766 года. Его паровая машина окупила себя всего за два месяца. Но после небольшой поломки хозяева машины не смогли ее починить.
1769 г. Джеймс Уатт (шотландский инженер) превзошёл своих предшественников и учителей. Он создал усовершенствованную паровую машину. В его двигателе пар направлялся в отдельную камеру для конденсации, тепловые потери двигателя были относительно небольшими. Кроме того, двигатель Уатта был более быстродействующим, поскольку можно было подавать большее количество пара в цилиндр, как только поршень возвращался в свое исходное положение. Для паровой машины нашлись многочисленные практические применения.
Паровые двигатели использовались на площадках аттракционов, а фермеры с помощью паровой тяги пахали землю.
Уборщики пользовались работающими на пару пылесосами, а в престижных городских парикмахерских были даже щетки для массажа кожи головы с паровым приводом.
Паровые машины устанавливались на паровозы, пароходы.
Тепловые двигатели – устройства, совершающие работу за счет использования внутренней энергии топлива.
Устройство теплового двигателя: нагреватель, рабочее тело (газ), холодильник.
Газ, получив энергию от нагревателя, расширяется и совершает работу. Но для постоянной работы теплового двигателя нужно. Чтобы поршень после расширения газа возвращался в исходное положение, сжимая газа до первоначального состояния. Для этого газ нужно охладить. А значит – нужно иметь холодильник, которому рабочее тело отдаёт некоторое количество теплоты. Роль холодильника может выполнять и окружающий воздух. После этого процессы расширения и сжатия газа периодически повторяются, за что и названы циклами.
Двигатель внутреннего сгорания – один из самых распространённых тепловых двигателей. Он приводит в движение автомобили, тракторы, тепловозы, теплоходы и т.д.
Первый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1860 г. французским инженером Этьеном Ленуаром, а затем был усовершенствован.
Задание учащимся: найти в учебнике ответы на вопросы.
1) Почему двигатель называется двигателем внутреннего сгорания? (В ДВС топливо
сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя).
2) На каком горючем работает ДВС? (ДВС работают на жидком топливе – бензине,
керосине, нефти, или на горючем газе).
3) Устройство ДВС. (Цилиндр, поршень, коленчатый вал, 2 клапана(впускной и
4) Что называют тактом двигателя? (Тактом двигателя называют ход поршня)
5) Названия тактов ДВС. (1 – впуск, 2 – сжатие, 3 - рабочий ход, 4 – выпуск).
6) Что такое мёртвая точка и сколько их в ДВС? (Крайние положения поршня в
цилиндре называют мёртвыми точками)
7) Что происходит в каждом такте? (1 – поршень движется сверху вниз от верхней мёртвой точки к нижней, при этом объём над поршнем увеличивается, и давление газа в цилиндре над ним уменьшается. Открывается впускной клапан, и через него поступает горючая смесь. Поршень приходит в нижнюю точку, впускной клапан закрывается; 2 – При дальнейшем повороте вала поршень движется вверх и сжимает горючую смесь. Когда поршень доходит до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь от свечи воспламеняется и быстро сгорает; 3 – при сгорании смеси выделяется большое количество теплоты, давление на поршень возрастает. Расширяясь, газ толкает поршень, а вместе с ним и коленчатый вал с насаженным на него массивным маховиком, совершая при этом механическую работу. Часть внутренней энергии газа превращается в механическую, потому газ охлаждается. Получив сильный толчок, маховик продолжает вращаться по инерции и перемещает с помощью коленчатого вала поршень; 4 – поршень движется вверх, толкая отработанный газ. Выпускной клапан открывается, и отработанный газ выходит через него. Клапан закрывается).
8) Какова температура сгорания смеси? (1600-18000С)
9) Виды ДВС и их отличие. (ДВС делятся на дизельные и карбюраторные. Отличие – в способе подачи топливно-воздушной смеси в цилиндр и способе её воспламенения. В карбюраторном – смесь готовится вне двигателя – в карбюраторе и поступает в двигатель, поджигаясь свечой зажигания; в дизельном – воздух попадает в цилиндр отдельно от топлива и сильно сжимается, нагреваясь до температуры самовоспламенения дизельного топлива, которое впрыскивается в камеры сгорания форсунками под большим давлением).
1.1.Полностью ли сгорает топливо в ДВС? (Нет, часть топлива и тепловой энергии уходит в атмосферу)
1.2.Как рассчитать количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива? (Q = qm)
- Домашнее задание: §20. подготовить (по желанию) доклад о паровой турбине и холодильной машине (на выбор), уметь рассказать об устройстве и принципе действия.
Принципы работы тепловых двигателей.
Двигатель внутреннего сгорания.
Тепловые двигатели – устройства, совершающие работу за счет использования внутренней энергии топлива.
Устройство теплового двигателя: нагреватель, рабочее тело (газ), холодильник.
1860 г. французский инженер Этьен Ленуар – создание первого ДВС.
В ДВС топливо сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. ДВС работают на жидком топливе – бензине, керосине, нефти, или на горючем газе.
Устройство ДВС: цилиндр, поршень, коленчатый вал, 2 клапана (впускной и выпускной), свеча.
Тактом двигателя называют ход поршня.
Крайние положения поршня в цилиндре называют мёртвыми точками.
Читайте также: