Giải Câu hỏi trang 14 SGK Vật lí 12

Lời giải

b) Máy hơi nước (Hình 2.6b)

- *Cấu tạo:* gồm ba bộ phận chính:
1. Nồi súp de (nguồn nóng): chứa nước, được đun nóng bằng nhiên liệu đốt ở bên ngoài.
2. Xi lanh và pit-tông: nơi hơi nước thực hiện công cơ học.
3. Bình ngưng hơi (nguồn lạnh): làm nguội hơi nước sau khi đã sinh công.

- *Hoạt động:* Nước trong nồi súp de được đun nóng, nhận nhiệt lượng $Q_1$ từ nguồn nóng và hoá thành hơi nước có nhiệt độ cao, áp suất lớn. Hơi nước được dẫn vào xi lanh, giãn nở đẩy pit-tông chuyển động, qua đó thực hiện công cơ học $A$ (truyền ra ngoài nhờ hệ thống tay biên, bánh đà…). Sau khi giãn nở, hơi nước có nhiệt độ và áp suất giảm được đưa sang bình ngưng hơi, nhả nhiệt lượng $Q_2$ cho nguồn lạnh và ngưng tụ thành nước, rồi được bơm trở lại nồi súp de để lặp lại chu trình. Vì nhiên liệu được đốt ở bên ngoài xi lanh nên máy hơi nước là động cơ đốt ngoài.

c) Động cơ đốt trong (Hình 2.6c)

- *Cấu tạo:* gồm:
1. Xi lanh;
2. Pit-tông chuyển động trong xi lanh;
3. Bu-gi tạo tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí;
cùng với cửa nạp (đưa hỗn hợp nhiên liệu – không khí vào) và cửa thải (đẩy khí cháy ra ngoài).

- *Hoạt động:* Hỗn hợp nhiên liệu và không khí được nạp vào xi lanh qua cửa nạp, pit-tông nén hỗn hợp này lại. Khi đó bu-gi bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp, tạo ra khối khí có nhiệt độ và áp suất rất cao (đóng vai trò nguồn nóng ở ngay bên trong xi lanh, cung cấp nhiệt lượng $Q_1$). Khối khí giãn nở mạnh, đẩy pit-tông chuyển động và thực hiện công cơ học $A$. Sau khi sinh công, khí cháy có nhiệt độ và áp suất giảm được thải ra ngoài qua cửa thải, mang theo nhiệt lượng $Q_2$ truyền cho môi trường (nguồn lạnh). Vì nhiên liệu được đốt cháy ngay bên trong xi lanh nên loại máy này gọi là động cơ đốt trong.

*Nhận xét chung:* Cả hai máy đều là động cơ nhiệt hoạt động theo sơ đồ Hình 2.6a: nhận nhiệt $Q_1$ từ nguồn nóng, biến một phần thành công $A$, phần còn lại $Q_2$ truyền cho nguồn lạnh, với $A = Q_1 - Q_2$.

Đáp số