Chương II: Nhiệt Học – Vật Lý Lớp 8
Bài 28: Động Cơ Nhiệt
Nội dung bài 28 động cơ nhiệt chương II vật lý lớp 8 giúp các bạn phát biểu được định nghĩa động cơ nhiệt. Từ đó dựa vào mô hình và hình vẽ động cơ nổ bốn kì, có thể mô ta được cấu tạo của động cơ này, dựa vào hình vẽ động cơ nổ bốn kì, có thể mô tả được chuyển vận của động cơ này. Viết được công thức tính hiệu suất của động cơ nhiệt. Giải được các bài tập bài tập đơn giản về động cơ nhiệt.
Hiệu suất của động cơ nhiệt: \(H = \frac{A}{Q}\)HocTapHay.Com
Tóm Tắt Lý Thuyết
I. Động Cơ Nhiệt Là Gì?
Động cơ nhiệt là những động cơ trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.
– Động cơ đốt ngoài: Nhiên liệu được đốt cháy bên ngoài xilanh của động cơ.
– Động cơ đốt trong: Nhiên liệu được đốt cháy bên trong xilanh của động cơ.
II. Động Cơ Nổ Bốn Kì
1. Cấu tạo
– Píttông có thể chuyển động lên xuống được nối với trục khuỷu bằng biên và tay quay.
– Vô lăng gắn trên trục quay, phía trên xilanh có hai van (xupáp) và bugi.
2. Chuyển vận
– Kì thứ nhất: Hút nhiên liệu
– Kì thứ 2: Nén nhiên liệu
– Kì thứ 3: Đốt nhiên liệu – Sinh công.
– Kì thứ 4: Thoát khí.
→ Chỉ có kì thứ 3 là kì động cơ sinh công, các kì khác động cơ chuyển động là nhờ đà của vô lăng.
III. Hiệu Suất Của Động Cơ Nhiệt
Bài Tập C1 Trang 99 SGK Vật Lý Lớp 8
Ở động cơ nổ bốn kì cũng như bất cứ một động cơ nhiệt nào có phải toàn bộ nhiệt lượng của nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra được biến thành công có ích không? Tại sao?
Bài Tập C2 Trang 99 SGK Vật Lý Lớp 8
Trong thực tế chỉ có khoảng từ 30% đến 40% nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra được biến thành công có ích. Người ta nói các động cơ nhiệt có hiệu suất vào khoảng từ 30% đến 40% và đưa ra công thức tính hiệu suất:
\(\)\(H = \frac{A}{Q}\)Hãy phát biểu định nghĩa hiệu suất của động cơ nhiệt và nêu tên, đơn vị của các đại lượng có mặt trong biểu thức trên.
IV. Vận Dụng
Bài Tập C3 Trang 99 SGK Vật Lý Lớp 8
Các máy cơ đơn giản học ở lớp 6 có phải là động cơ nhiệt không? Tại sao?
Bài Tập C4 Trang 99 SGK Vật Lý Lớp 8
Hãy kể tên các dụng cụ có sử dụng động cơ nổ 4 kì mà em biết.
Bài Tập C5 Trang 99 SGK Vật Lý Lớp 8
Theo em thì động cơ nhiệt có thể gây ra những tác hại nào đối với môi trường sống của chúng ta?
Bài Tập C6 Trang 99 SGK Vật Lý Lớp 8
Một ô tô chạy được quãng đường 100km với lực kéo trung bình là 700N tiêu thụ hết 5 lít xăng (khoảng 4kg). Tính hiệu suất của động cơ ô tô.
Tóm Tắt Lý Thuyết Cách Khác
1. Động cơ nhiệt: Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.
2. Hiệu suất của động cơ nhiệt: \(H = \frac{A}{Q}\)
Lưu ý:
– Ta đã biết, nhờ truyền nhiệt mà nhiệt được truyền từ vật nóng sang vật lạnh hơn cho tới khi nhiệt độ hai vật bằng nhau. Tuy nhiên, quá trình truyền nhiệt tự nó không sinh ra công vì ở đây không có sự dịch chuyển nào của vật. Muốn thực hiện được công cần có việc thứ ba. Vật này nhận nhiệt từ vật nóng truyền cho vật lạnh hơn, và trong khi tiến hành các quá trình truyền trên nó sinh công. Vật trung gian này được gọi là tác nhân. Chính vì vậy mà mỗi động cơ nhiệt đều có ba bộ phận được cấu thành cơ bản sau đây:
+ Nguồn nóng: cung cấp nhiệt lượng cho tác nhân để tác nhân nóng lên.
+ Bộ phận phát động: trong đó tác nhân giãn nở sinh công.
+ Nguồn lạnh: nhận nhiệt lượng của tác nhân để tác nhân nguội đi, trở lại trạng thái ban đầu.
Trong các máy hơi nước thì nguồn nóng là nổi súp de, hộ phận phát động là xilanh và pi-tông, nguồn lạnh là bình ngưng hơi. Trong động cơ đốt trong, nguồn nóng là hỗn họp nhiên liệu dược đốt cháy trong xilanh, bộ phận phát động là xilanh và pit-tông, trong đó các khí do nhiên liệu bị đốt cháy sinh ra dàn nở, thực hiện công, nguồn lạnh là khí quyển.
Động cơ nhiệt bao giờ cũng hoạt động một cách tuần hoàn, do đó tác động phải lặp đi lặp lại một chu trình xác định. Chu trình trong động cơ nhiệt là chu trình trong đó tác nhân nhận “nhiệt” và sinh “công”. Một động cơ nhiệt hoạt động càng có hiệu quả bao nhiêu nếu nó biến đổi được càng nhiều nhiệt mà tác nhân nhận được từ nguồn nóng thành công cơ học. Vì vậy hiệu suất của động cơ nhiệt được định nghĩa theo công thức:
\(H = \frac{A}{Q1} = \frac{(Q1 – Q2)}{Q1}\)
Trong đó, A là công mà tác nhân sinh ra sau mỗi chu trình, Q1 là nhiệt lượng mà tác nhân nhận được từ nguồn nóng, Q2 là nhiệt lượng mà tác nhân truyền cho nguồn lạnh.
Các loại động cơ nhiệt từ nguồn lạnh có thể phân thành hai loại:
– Động cơ đốt ngoài
- Máy hơi nước
- Tuabin hơi nước
– Động cơ đốt ngoài
- Động cơ nổ bốn kì
- Động cơ điêzen
- Động cơ phản lực
Tóm Tắt Lý Thuyết Ngắn Gọn
1. Định nghĩa động cơ nhiệt
Động cơ nhiệt là động cơ trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy chuyển hóa thành cơ năng.
2. Hiệu suất của động cơ nhiệt
Hiệu suất của động cơ nhiệt là tỉ số giữa phần năng lượng chuyển hóa thành công có ích của động cơ và năng lượng toàn phần do nhiệt liệu cháy tỏa ra.
\(H = \frac{A}{Q}\)
Trong đó:
- H: là hiệu suất của động cơ nhiệt
- A: là công có ích tính ra (J)
- Q: là năng lượng toàn phần do nhiên liệu cháy tỏa ra (J)
Tổng kết
– Động cơ nhiệt là gì? Nêu cấu tạo và chuyển vận của động cơ nhiệt?
– Viết công thức tính hiệu suất của động cơ nhiệt? Giải thích các đại lượng có trong công thức?
Hướng dẫn về nhà
– Yêu cầu học sinh về nhà học bài cũ, làm các bài tập trong SBT.
– Ôn lại các kiến thức và tự trả lời trước các câu hỏi trong phần A: Ôn tập của bài 29.
Có thể em chưa biết
– Năm 1698, một thơ cơ khí người Anh là Tô-mát Sa-vơ-ry đã chế tạo thành công chiếc máy hơi nước đầu tiên hết sức cồng kềnh, dùng để bơm nước từ dưới hầm mỏ lên. Mãi gần một trăm năm sau, Jêm Oát một kĩ sư người Anh, mới chế tạo được những máy hơi nước gọn nhẹ và dễ sử dụng. Từ đó, máy hơi nước được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất. Năm 1766, máy hơi nước lần đầu tiên được sử dụng trong tàu thủy, năm 1769 trong ôtô và hơn ba mươi năm sau mới bắt đầu được sử dụng để chạy tàu hỏa…
– Động cơ đốt trong ra đời vào cuối thể kỉ XIX. Năm 1867, động cơ nổ bốn kì đầu tiên do Ni-cô-lai Ốt-tô chế tạo được đưa ra thử nghiệm và ba mươi năm sau thì đến lượt động cơ điêzen.
Đầu thế kỉ XX, người ta chế tạo thành công các động cơ đốt trong có công suất và hiệu suất cao hơn rất nhiều các động cơ nổ bốn kì cũng như các động cơ điêzen. Đó là các tuabin hơi và động cơ phản lực.
Các động cơ nhiệt đều có một nhược điểm chung là xả vào môi trường sống của chúng ta các khí độc sinh ra từ việc đốt cháy nhiên liệu. Người ta đang tìm cách thay thế động cơ nhiệt bằng những động cơ không làm hoặc ít làm ô nhiêm môi trường hơn.
Bài Tập Liên Quan:
- Bài 29: Câu Hỏi Và Bài Tập Tổng Kết Chương II Nhiệt Học
- Bài 27: Sự Bảo Toàn Năng Lượng Trong Các Hiện Tượng Cơ Và Nhiệt
- Bài 26: Năng Suất Tỏa Nhiệt Của Nhiên Liệu
- Bài 25: Phương Trình Cân Bằng Nhiệt
- Bài 24: Công Thức Tính Nhiệt Lượng
- Bài 23: Đối Lưu – Bức Xạ Nhiệt
- Bài 22: Dẫn Nhiệt
- Bài 21: Nhiệt Năng
- Bài 20: Nguyên Tử, Phân Tử Chuyển Động Hay Đứng Yên
- Bài 19: Các Chất Được Cấu Tạo Như Thế Nào?
Trả lời