Автомобіль 2

ЗМІСТ

Введення

2. Основна частина.

2.1 Види теплового двигуна.

2.2. Принцип дії теплового двигуна.

2.3 Розвиток шин (гума)

2.4 Бензини (нові види палива)

2.5. Внесок вчених у дослідження теплового двигуна.

2.6 Проблеми, що виникли при впровадженні теплових двигунів

Висновки.

Список використаних джерел.

Введення

Напевно, ніхто з творців перших автомобілів не думав про те, що їх творіння стануть настільки популярними - на початок ХХІ століття кількість автомобілів у світі перетнула позначку в 600 млн. екземплярів. Економісти прогнозують, що через 15 - 20 років кількість автомобілів у світі подолає позначку в 1,5 млрд.

Ми повинні прийняти, як доконаний факт, те що кількість автомобілів в світі буде зростати і зростати дуже швидко. І треба зрозуміти до чого це призведе. Чи буде зростання кількості автомобілів благом або шкодою?

Нашим завданням буде розглянути вплив автомобільної промисловості на екологію і проблеми з цим пов'язані, на суспільство, встановити вплив на розвитку автопромисловості на науку і промисловість в цілому.

Людство протягом усієї своєї історії прагнуло використати джерела енергії для вирішення своїх завдань. На зорі історії людина почала використовувати енергію падаючої води, пізніше, в середні століття людство навчилося використовувати енергію вітру. З часом цього стало недостатньо для розвитку промисловості, адже вітер не завжди достатньо сильний, для того щоб обертати крила вітряних млинів, а вода замерзає взимку. Але в кінці Х VIII століття був винайдений паровий двигун. З винаходом парового двигуна стало можливим подальший розвиток техніки і промисловості.

Але паровий двигун має дуже низький коефіцієнт корисної дії, більшу частину отриманої при згорянні палива енергії він просто викидає в повітря. Тому почалися дослідження з будівництва двигунів внутрішнього згоряння.

Кожен з розглянутих нами етапів розвитку людства мав своє джерело енергії. І кожен наступний джерело був більш потужним і давав можливість отримувати більшу кількість енергії при менших витратах. Тому ми можемо зробити висновок, що розвиток техніки і промисловості прямо залежить від рівня використання внутрішньої енергії тіл. Людство навчалося використовувати більш висококалорійні види палива І це дійсно був процес навчання, адже для створення парової машини, необхідно мати пізнання в механіці, металургії, властивості парів і газів. Людство поступово освоювало ті джерела енергії, які він міг освоїти, перебуваючи на своєму рівні розвитку.

2. Основна частина

За своїм призначенням теплові машини можна розділити на три види: теплові двигуни, теплові насоси та холодильні машини. Теплова машина трансформує теплоту в роботу. У теплових машинах при виконанні роботи теплота від більш нагрітого тіла передається менш нагрітого.

2.1 Види теплового двигуна.

Сучасна техніка використовує три типи теплових машин: поршневі, турбінні й реактивні. Газові турбіни дозволяють отримувати великі потужності при порівняно невеликих розмірах. Вони широко використовуються в авіації, корабельних установках, на залізничному транспорті та поступово впроваджуються на теплоелектростанціях.

Поршневі двигуни також поділяються на три групи: на двигуни, які працюють за циклом Отто (карбюраторні), циклу Дизеля (дизельні) і по циклу Тринклера з використанням форсунки.

Кожен з цих видів двигунів має свої позитивні і негативні якості. Дизельні двигуни, наприклад, мають високий коефіцієнт корисної дії і велику потужність в порівнянні з карбюраторним двигуном.

2.2. Принцип дії теплового двигуна.

Найбільш широко використовуються поршневі двигуни внутрішнього згоряння. Двигун внутрішнього згоряння - це теплова машина, в якій паливо спалюється в циліндрі під поршнем. Теплота згоряння при цьому перетворюється в роботу за допомогою поршня і кривошипно-шатунного механізму. Циліндр має два отвори з клапанами, через один з яких відбувається вприскування робочого тіла (повітря або суміші повітря з парами бензину), а через інший вихід продуктів згоряння після завершення циклу. Поршень у циліндрі двигуна під час одного циклу Отто здійснює чотири ходу або такту: всмоктування, стискання, розширення після згоряння суміші. Коефіцієнт корисної дії такого двигуна дорівнює:

, Де - Ступінь стиснення.

Згідно формули, коефіцієнт корисної дії двигуна залежить від ступеня стиснення, який у свою чергу залежить від якості палива, показника адіабати ^1. Посилення стиснення обмежено самозаймання палива, що різко знижує економічність двигуна. Ступінь стиснення в звичайних карбюраторних двигунах не перевищує 7 - 12 ^2.

Розвиток автомобілебудування вимагало нових матеріалів, палив, сплавів. Всі ці матеріали виробляє хімічна промисловість.

2.3 Розвиток шин (гума).

Для функціонування автомобілів необхідна велика кількість гуми, багато її йде на виготовлення шин, але не менш вона важлива і при виготовленні різних матеріалів для паливної системи.

Але все ж левова частка гуми йде на виготовлення шин. Для виготовлення шин використовують штучний каучук, у який для поліпшення його властивостей додають сажу, металевий дріт, антиокислювачі, барвники.

На початку ХХ століття для виготовлення шин використовували природний каучук, але його кількість була обмежена, тому було необхідно налагодити виготовлення штучного каучуку. Його виготовлення налагодили в СРСР в 1932 році під керівництвом академіка С. В. Лебедєва з етилового спирту, який хімічно перетворювали на бутадієн 1,3 і полімерізірованний в каучук:

Таким чином отримали бутадієновий каучук ^3. Зараз для виробництва шин використовують якісніші види каучуку: бутадієн-стирольний, який отримують при спільної полімеризації бутадієну і стиролу, він відрізняється від бутадиенового більшою стійкістю до стирання, більшою морозостійкістю.

2.4 Бензини (нові види палива).

Для роботи двигунів автомобілів необхідне паливо. У вигляді палива використовують продукти переробки нафти, вони отримали назву бензинів. Для переробки нафти прийнято використовувати перегонку і крекінг. Перегонка тільки розділяє нафту на кілька фракцій з різною температурою кипіння, а крекінг дозволяє отримати бензини за рахунок розщеплення складних речовин нафти.

До складу бензинів входять вуглеводні з кількістю атомів вуглецю в молекулі від 4 до 7. Температура їх кипіння лежить в області 30 - 200 ° С ^4. Крім вуглеводнів до складу бензинів входять також різні добавки покликані поліпшити його якість. Як добавки використовують антиоксиданти, які підвищують хімічну стабільність бензину, Антидетонатори, які підвищують октанове число.

Зараз, коли проблема забруднення повітря стала дуже важлива, особливо у великих містах, автомобілі стали переводити на використання альтернативних видів палива: газу, біопалива, наприклад, паливо Е85 (85% етанолу і 15% бензину), вартість якого на 25% дешевше традиційного палива , вже використовують у багатьох країнах Європи.

2.5. Внесок вчених у дослідження теплового двигуна.

Багато вчених світу внесли свій внесок у дослідження властивостей теплових двигунів. Серед них можна назвати К. Бенца, Г. Даймлера, К. Отто, О. Дизеля, які своїми роботами створили той сучасний двигун, який ми знаємо. Але роботи цих вчених були затребувані суспільством, оскільки промисловості необхідно було перевозити вантажі, а залізничний транспорт був не скрізь. Саме тому і велися розробки двигунів внутрішнього згоряння, які й дозволили транспортувати вантажі і перевозити пасажирів.

Також треба назвати тих учених, роботи яких не були безпосередньо пов'язані з автомобільною промисловістю, але без їхнього внеску розвиток автопромисловості було б неможливо. Це творець синтетичного каучуку С. В. Лебедєв, винахідник процесу крекінгу (переробки нафти) А. А. Літній, і В. Г. Шухов, який першим створив промислову установку з крекінгу нафти ^5.

Впровадження двигунів внутрішнього згоряння змінило світ. Відстані зменшилися, оскільки стало можливим швидше долати їх, почався розвиток багатьох видів промисловості, пов'язаних з автомобілебудуванням.

2.6 Проблеми, що виникли при впровадженні теплових двигунів

При впровадженні теплових двигунів виникло також і багато проблем, серед них треба виділити соціальні проблеми і проблеми екологічного плану.

Теплові двигуни змінили світ. Вони збільшили продуктивність праці робітників у багато разів і там, де раніше роботу виконував десяток робочих залишився тільки один. Тому впровадження теплових двигунів привело в масовому безробітті, народних хвилювань, наприклад можна згадати рух луддистов в Англії.

Але розвиток промисловості не зупинити і використання теплових двигунів все зростало, це призвело до виникнення екологічних проблем і в першу чергу загазованості повітря та накопичення відходів діяльності теплових двигунів. Для вирішення цих проблем використовують різні шляхи, наприклад, переводять теплові двигуни на використання більш екологічно чистого палива, наприклад, біопалива з високим вмістом етанолу, як паливо використовують природний газ. Моральні проблеми при використанні теплових двигунів тісно пов'язані з екологічними проблемами. Останнім часом гостро постало питання вичерпання запасів нафти у світі. І багатьох турбує проблема моральності використання покладів нафти, адже ми, забираємо ці ресурси у наступних поколінь жителів планети. Багато видатних політики і вчені виступають за обмеження використання вичерпних запасів корисних копалин.

У автомобіля як транспортного засобу є як свої плюси так і мінуси. До плюсів можна віднести, те що при його допомозі можна транспортувати вантажі і перевозити пасажирів, а до мінусів - екологічні проблеми при його використанні.

Висновки

На основі розглянутого нами матеріалу можна зробити висновок, що розвиток автомобільної промисловості призвело до розвитку науки і техніки. Автомобільна промисловість була каталізатором розвитку фізики, особливо фізики металів і сплавів, динаміки, теорії опору матеріалів, хімії, особливо в тому, що стосувалося отримання нових матеріалів.

Розвиток автомобільної промисловості вимагало також і побудови нових доріг, транспортних магістралей, а споруда їх також була б неможлива без отримання нових матеріалів для покриття доріг. А це також вимагає розвитку промисловості і науки.

Кожному автомобілю необхідне паливо. Без нього він перетвориться на просте залізо. Тому необхідний розвиток геології, яка шукає поклади нафти, хімії, яка вивчає переробку нафти.

Автомобіль у ХХ столітті став не розкішшю і не засобом пересування, в першу чергу він став тим каталізатором, який привів до розвитку науки і техніки.

Список використаних джерел.

1. Дущенко В. П., Кучерук І. М. Загальна фізика. - К.: Вища школа, 1995. - 430 с.

2. Яворський Б. М., Детлаф А. А. Довідник по фізиці. - М.: Наука, 1982. - 846 с.

3. Хімія: Довідкове видання / за ред. В. Шретер, К.-Х, Лаутеншлегер, Х. Бібрак та ін: Пер. з нім. - М.: Хімія, 1989 .- 648 с.

7. Дорогін Ю. А. Використання полімерних матеріалів. - М.: Просвещение, 1991. - 212 с.

8. Хімічна енциклопедія в 5 т. / під ред. І. Л. Кнунянца. - М.: Радянська енциклопедія, 1990.

9. Петров А. А., Балья Х. В., Троща А. Т. Органічна хімія. - М.: Вища школа, 1965 .- 600 с.