Жылу қозғалтқышы туралы физикалық телекөпір

«Жылу двигателі» атты телекөпір

Тележүргізуші: Статистикаға жүгінсек бүгінгі күні Қазақстандағы бірнеше қалалардағы ауаның ластануындағы қолайсыздық байқалады. Атмосфераға зиянды газдар бөлінеді. Енді атмосфераның ластануының технологиялық проблемаларын қарастырамыз. Сендер, жылу двигателі және ПӘК-мен 8сыныптан таныссыңдар, сондықтан ойларыңда жүрген сұрақты телекөпірге келген ғалым-инженер,конструктор,дәрігер,химик-технолог т.б. қоюға болады. Ал, бірінші сұрақтарыңды қойыңдар.

1 оқушының сұрағы: Автомобиль транспортында карбюраторлы,дизельді двигательдің қолданылатынын білеміз. Дизальдік двигательдің карбюраторлық двигательден артықшылығы неде?

Инженер-конструктор: Іштен жану двигателін 1878ж. немістің атақты механигі Николай Отто ойлап тапты. Двигатель алғашында газбен жұмыс істеді,кейіннен 1885ж. оның әріптесі инженер Даймлер бензинмен жұмы істейтін карбюраторды двигатель құрастырды. Оның негізгі жүрегі карбюратор онда ауа мен бензиннен қоспа түзеді.

I-такт: сору тактісі, ұлғайып, Ρ꞊Соnst

II-такт: сығу тактісі қоспа электр оталдырғыштан тұтанады.

III-такт: жұмыс тактісі, шығару клапаны ашылып, Р-қысымы түседі.

IY-такт, шығару тактісі: Қалдық газ сыртқа шығады. Р-қысым атмосфералық қысымнан артық болады. Шығару клапаны жабылады. Сору клапаны ашылып цикл қайталанады. ПӘК 25-30% карбюраторлы двигатель автомобиль, мотоцикл,моторлы қайықтарда кеңінен пайдаланылады.

Инженер-конструктор:Сіздерді таныстырып өткен карбюраторды двигательдің кемшіліктері де бар. Жоғары сапалы қымбат бензин, құрылысы күрделі, иінді біліктің жоғары жылдамдықтағы айналысы, атмосфераның ластануы. 1892ж. неміс инженері Рудольф Дизель цилиндрде қоспа емес, ауа сығылатын двигательге патент алып, Дизельді двигатель карбюраторсыз оталдырғышсыз, арзан отынен,отынды аз жұмсайтынын қазір өмірден көріп отырмыз.

I-такт: сору клапаны ашылып,ауа сорылады.

II-такт: поршень жоғары қозғалғанда ауа сығылады. Қысым 1,2·Па, температура 500-С-ге көтеріледі сығылған ауаға отын насосымен форсунканың көмегімен дизельдік отын бүркіледі. Отын тұтанып, бензинге қарағанда ұзақ жанады.

III-такт: отын жанғандағы жұмыстық жүріс. Поршень төмен түседі Р꞊Соnst

IY-такт: шығару клапаны ашылып, пайдаланған газ сыртқа шығады. Карбюраторға қарағанда ПӘК 35-40% дизельді двигатель трактор,автомобиль,теплоход,электроход,тепловоз,аз қуатты электростанцияларда қолданылады.

Химик-технолог: Іштен жану двигателі жанар-жағар майын мұнайдан алады. Карбюраторлы двигательдерде мұнай өнімінің жеңіл фракциясы бензинмен жұмыс істейді. Оның құрамы () көмір сутектерінен тұрады. Бензин құрамындағы көмір сутектердің ауамен қоспасы поршеньге ұрылып, қопарылыс береді. Бұл құбылысты детонация деп атайды. Ол двигательдің уақытынан бұрын қызып, тозып кетуіне әкеледі. Бензиннің детонацияға төзімділігін оқтан санмен анықтайды, ал ол сан неғұрлым үлкен болса детонацияға төзімділігі жоғары болады. Бензин маркалары: А-72,А-76,А-96,Аи-93 т.б. 96%изооктан, 4% гептан. Мұнайды тура өңдегенде алынатын бензиннің оқтан саны 50-65% болады, оның оқтан санын арттыру үшін антидетонатор қосады. Ондай затқа тетраэтил қорғасын (Ρb()жатады, алынған бензин этилденген деп аталады. Бұл бензин жанғанда қорғасын және қорғасын (II) оксиді (Ρb) бөлшектері түзіледі. Бұл бензин өте улы, нерв жүйесіне әсер етіп, созылмалы ауыр науқасқа ұшыратады. Соңғы кезде жаңа, зиянсыз антидетонатор-марганцов органикалық қосылыс Mn(СО)қолданыла бастады. Дизельді отын бензинге қарағанда ауыр мұнай өнімі техникада соляр майы, тұрмыста солярка деп аталады.Соляр майын анықтайтын цетан саны. Двигательдің дұрыс қалыпт

2 оқушының сұрағы: Автомобиль –байлық емес, қозғалыс құралы екені бәрімізне белгілі. Автомобиль өркениетке пайдасынан бұрын зиянды екенін енді түсіне бастадық. Машина неғұрлым көшеде көп жүрсе, соғұрлым оның шуына, ағынына төтеп беру керек. Автотранспорттың қаншалық зиянды газдар бөліп шығаратынын естігіміз келеді.

Эколог: Бөлініп шығатын газдар құрамындағы заттар (СО, ,ΝΟ) т.б. қоршаған ортаға көп зиян келтіреді, 1 автомобильден 1000-1200 құрамдағы газдар бөлініп шығады деп есептеледі. Көмір оксиді СО улы газ болып есептеледі. Адам қатты уланғанда оттегінің жетіспеуінен өліп кетуі мүмкін. Бауыр,жүрек, ми қызметтерінің белсенділігін жояды, қандағы қант құрамын көбейтеді. Отынды көп мөлшерде жаққанда бөлініп шығатын мөлшерінің атмосферадағы артуының салдарынан жердегі температура қауырт артуы мүмкін. Атмосфераның су буымен қатар көктеме эффектіге әкеліп соғады. Температураның одан әрі жоғарлауы мұз айдыны мен әлемдік мұхит деңгейінің 50 метрге дейін катастрофалық көтерілуі мықты қауіп туғызуы мүмкін. Кұкірт оксиді мен азот оксидінің қалдықтары тыныс жолдары ауруына шалдықтырады. Азоттың қосылысы қанға және қан тамырларына әсер етеді. Ν оксид, көмір оксиді,10 есе қатерлі.

3 оқушының сұрағы: Осыдан жүз жыл бұрын ағылшын химигі Смит қышқыл жаңбыры туралы айтса да, бірақ осы туралы кейіннен ғана айтылып жүр. Олар қалай пайда болды? Табиғатта қалай әсер етеді?

Эколог: Автомобиль газдарының қалдықтары сияқты көміртегі, күкірт,азот оксиді жаңбыр суында ерігенде қышқыл құрайды. О Қышқыл қалдықтары(тұман,жаңбыр)жер қабатына түскеннен кейін АƖ иондары т.б. зиянды метал пайда болады және беткі қабатындағы жер асты суларын ластайды мысалы:ΑƖден альцгеймер, ерте қартаю және ақыл ойдың толық жетілмеу аурулары пайда болады. Қышқылды жаңбырлар металдардың бұзылуына әсер етеді. Құрылыс металдарын бұзады.

Эколог:Тағы мынаны айтқым келеді. Пайдаланғаннан қалған қалдық газдардың құрамында қаныққан, қанықпаған, ароматты көмірсутегі орталық нерв жүйесін тежейді. Азот тотығы күн сәулесінің әсерінен фотохимиялық тұман түзеді, қосылысынан улылығы артып, жағымсыз иіс шығады, көру қабілеті төмендейді, көз қабынады, мұрынның кілегей қабаты,тамақ,өкпе ауруларына шалдығады. Азоттың IY валентті оксиді, күннің құрамындағы ультракүлгін сәуленің әсерінен айырылады, озонға айналады.

NO

Озон мен оттегінің еркін атомы өз кезегінде көмірсутегімен реакцияға түсіп, улы заттар пайда болады тұман түзеді. Жылы ауа, суық ауаның төменгі қабатында болады. Темекі түтіні сияқты, ол жер бетінде қалады. Отын жанғанда газдар бөлініп, қатты күйе бөлінеді. Күйе су бетіне түсіп сілтілігі арттады. Лакмус суға салғанда көк түске боялатын сияқты. Статистикада бензоприн мен дем алғанда адамдарда зиянды ісіктер пайда болады. Автомобиль бос жүрісте, қозғалғанда, тежелгенде, жаман жолмен жүргенде бензоприн көп бөлінеді.…