☰ Содержание · Физика

Тепловые двигатели и их КПД

Уроки 28–29 · 2 урока · П. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Бахромов, К. Суяров, Ж. Усаров, М. Юлдашева. Физика, 9 класс, переработанное и дополненное 3-е издание. Творческий дом издательства-типографии имени Гафура Гуляма, Ташкент, 2019
28

Двигатели внутреннего сгорания

Учебник: с. 81–82
ЦельПонимать, что такое тепловой двигатель; объяснять работу четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания, дизельного двигателя и реактивного двигателя.
Новые слова
тепловой двигатель · issiqlik dvigateliдвигатель внутреннего сгорания · ichki yonuv dvigateliдизельный двигатель · dizel dvigateliреактивный двигатель · reaktiv dvigatel
Объяснение

Тепловой двигатель — устройство, превращающее тепловую энергию в механическую. В двигателе внутреннего сгорания топливо (бензин или газ) сгорает внутри цилиндра. Обычно он работает в четыре такта: 1) впуск — горючая смесь (топливо и воздух) поступает в цилиндр; 2) сжатие — поршень сжимает смесь; 3) рабочий ход — искра свечи зажигает смесь, горячий газ расширяется, толкает поршень и совершает работу; 4) выпуск — отработавшие газы выталкиваются. В дизельном двигателе (Р. Дизель, патент 1893 года) нет свечи зажигания: воздух сжимается так сильно, что нагревается, форсунка впрыскивает в него жидкое топливо, и оно воспламеняется само; у дизеля КПД выше (около 40 % против 25–30 % у бензиновых двигателей). В реактивном двигателе топливо сгорает в камере сгорания, а газ с большой скоростью вырывается назад из сопла, толкая двигатель вперёд; ракета несёт на борту и топливо, и окислитель, поэтому работает даже в безвоздушном пространстве.

Примеры
Порядок четырёх тактов: впуск → сжатие → рабочий ход → выпуск. За один рабочий цикл поршень дважды поднимается и дважды опускается, коленчатый вал делает 2 полных оборота, а работа совершается только в рабочем ходе.
Реактивное движение: если газ выбрасывается назад с силой F, двигатель толкается вперёд с равной силой (действие и противодействие). Поэтому ракета разгоняется даже в вакууме: ей не нужен воздух, от которого можно оттолкнуться.
Работа в классе

Начертите схему: четыре рисунка одноцилиндрового четырёхтактного двигателя (положение поршня, клапаны), подпишите каждый такт и что происходит с газом. Не работайте с настоящим двигателем; двигатель автомобиля может показывать только механик.

Упражнения
1
Что такое тепловой двигатель?
2
Назовите по порядку четыре такта двигателя.
3
Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?
4
Почему ракета может двигаться даже в безвоздушном пространстве?