TÓM TẮT LÝ THUYẾT

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 = 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 = A/Q1= (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:

GIẢI BÀI TẬP

Bài 1 trang 99 SGK lí 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 ? Lời giải chi tiết

Không. Vì một phần nhiệt lượng này được truyền cho các bộ phận của động cơ điện làm các bộ phận này nóng lên, một phần nữa theo các khí thải thoát ra ngoài khí quyển làm cho khí quyển nóng lên.

Bài 2 trang 99 SGK lí 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 :

\(H = {A \over Q}\)

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.

Lời giải chi tiết

Hiệu suất của động cơ nhiệt được xác định bằng tỉ số giữa phần nhiệt lượng chuyển hóa thành công cơ học và nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra. 

A là công mà động cơ thực hiện được. Công này có độ lớn bằng phần nhiệt lượng chuyển hóa thành công. Đơn vị là Jun.

Q là nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra. Đơn vị là Jun.

Bài 3 trang 99 SGK lí 8

Các máy cơ đơn giản học ở lớp 6 có phải là động cơ nhiệt không? Tại sao ?

Lời giải chi tiết

Các máy cơ đơn giản học ở lớp 6 không phải là động cơ nhiệt. Vì trong đó không có sự biến đổi từ năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy thành cơ năng.

Bài 4 trang 99 SGK lí 8

Hãy kể tên các dụng cụ có sử dụng động cơ nổ 4 kì mà em biết.

Lời giải chi tiết

Ví dụ : Động cơ xe mô tô, động cơ xe máy,...

Bài 5 trang 99 SGK lí 8

Theo em thì động cơ nhiệt có thể gây ra những tác hại nào đối với môi trường sống của chúng ta ?

Lời giải chi tiết

Gây ra tiếng ồn; các khí do nhiên liệu bị đốt cháy thải ra có nhiều khí độc; nhiêt lượng do động cơ thải ra khí quyển góp phần làm tăng nhiệt độ của khí quyển,...

Bài 6 trang 99 SGK lí 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.

Lời giải chi tiết

Công có ích: A = F.s = 700.100 000 = 70 000 000 J

Nhiệt lượng do xăng tỏa ra khi bị đốt cháy hoàn toàn:

Q = q.m = 46.106.4 = 184 000 000 J

Hiệu suất của động cơ: \(H = {A \over Q} = {{70{\rm{ }}000{\rm{ }}000} \over {184{\rm{ }}000{\rm{ }}000{\rm{ }}}} \approx 38\% \)