Роскошь и средство передвижения Библиоман. Книжная дюжина Роскошь и средство передвижения Энди Томпсон. Советские автомобили: Полная история / Пер. с англ. К. Ткаченко. – ФАИР, 2010. – 376 с.: ил. «2 августа 1916 г. в районе Тюфелевой Рощи прошли молебен и церемония закладки

Или люди сделают так, чтобы в воздухе стало меньше дыма, или дым сделает так, что на Земле станет меньше людей.
Л.Дж.Баттан

Тема урока: “Автомобиль – не роскошь, а средство передвижения..”.

Цель урока: расширить и углубить знания учащихся о принципах действия двигателей внутреннего сгорания (ДВС, карбюраторных и дизельных), о видах топлива и физико-химических процессах в природе.
Способствовать развитию самостоятельности, целеустремленности, аналитического мышления учащихся.
Воспитывать бережное и разумное отношение к окружающей среде. Прививать интерес к химии и физике.

Тип урока: интегрированный урок усвоения знаний на основе имеющихся.

Вид урока: пресс-конференция.

Оборудование: модель ДВС, рисунки и таблицы, коллекция “Виды топлива”, “Нефть”; буклет (Приложение 1 ), бейджики (Приложение 2)

Формы работы: в процессе подготовки – изучения научной литературы, в ходе урока – взаимоинформация учащихся, ведение тезисных записей.

I. Обоснование значения темы и цели урока. (Слово преподавателей химии и физики, план пресс – конференции.)

Откройте тетрадь запишите тему сегодняшнего урока: Загрязнение окружающей среды выхлопными газами.

План пресс-конференции.

1. Двигатели внутреннего сгорания – карбюраторный, дизельный; их устройство и принцип работы.
2. Топливо, его виды.
3. 3агрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами автотранспорта и их влияние на здоровье человека.
4. Средства и меры борьбы с подобным загрязнением: а) нейтрализаторьг б) газодизельные двигатели; в) альтернативные виды топлива: г) управление городским автотранспортом.

В конце конференции каждый из журналистов выскажет свое мнение по решению проблемы:

“Или люди сделают так, чтобы в воздухе стало меньше дыма, или дым сделает так, что на Земле станет меньше людей.”

II. Изучение темы урока на основе имеющихся знаний.

Итак, пожалуйста, первый вопрос.

Рис. 1

I такт: всасывание горючей смеси (1–2), объем увеличения при р=const.

II такт: сжатие горючей смеси (2–3). В точке 3 горючая смесь поджигается электрической искрой, происходит взрыв, и давление скачком повышается (3–4).

III такт: рабочий ход (4–5), в конце которого (точка 5) открывается выпускающий клапан, давление резко падает (5–6).

IV такт: поскольку давление остается больше атмосферного, отработанные газы выталкиваются в окружающую среду (6–7), происходит выхлоп.

Цикл завершен, закрывается выпускной клапан, открывается впускной, начинается новый цикл. Полезная работа ДВС равна площади заштрихованнойфигуры.

Малая масса, компактность, сравнительно высокий КПД (20–30%) обуславливает широкое применение карбюраторных двигателей. Они приводят в движение автомобили, мотоциклы, моторные лодки. бензопилы

Но у этих двигателей есть и недостатки: дорогое высококачественное топливо, довольно сложная конструкция, большая скорость вращения вала двигателя, выхлопные газы, загрязняющие атмосферу. Более экономичен четырехтактный дизельный ДВС. В 1892г немецкий инженер Рудольф Дизель получил патент на двигатель, в цилиндре которого сжимался воздух, а не горючая смесь. Дизельный двигатель работает без карбюратора и свечи, на дешевых сортах топлива, причем расходует его меньше.

Рассмотрим принцип его работы (рис. 2).

Рис. 2

I такт: при ходе поршня вниз через впускной клапан в цилиндр засасывается атмосферный воздух (изобара 1–2).

II такт: при ходе поршня вверх воздух адиабатно сжимается до давления примерно 1,2·10 6 Па, что ведет к повышению его температуры в конце такта (2–3) до 500–700°С. В сжатый раскаленный воздух впрыскивается с помощью топливного насоса и форсунки дизельное топливо, оно воспламеняется (причем горит дольше бензина).

III такт: образующиеся при горении газы давят на поршень и производят полезную работу во время движения поршня вниз, давление расширяющегося газа поддерживается приблизительно постоянным (изобара 3–4). По окончании горения впрыснутой порции топлива происходит адиабатное расширение газа (4-5), открывается выпускной клапан, давление падает (изохора 5–6).

IV такт: поршень движется вверх и выталкивает продукты сгорания в атмосферу (изобара 6–7). Цикл завершен. Полезная работа равна площади заштрихованной фигуры. Она больше полезной работы карбюраторного двигателя, поэтому больше КПД (35–40%). Дизельные двигатели устанавливают на тракторах и автомобилях, на речных и морских теплоходах, на дизель – электроходах, тепловозах, электростанциях небольшой мощности.

Рис.3

Бензин прямой перегонки нефти представляет собой смесь углеводородов (в основном) нормального строения, поэтому октановое число у него невысокое (50–65). Такой бензин непригоден для непосредственного использования. Его детонационную стойкость повышают, подвергая изомеризации, риформингу или добавляя антидетонатор, например тетраэтилсвинец Pb(С 2 Н 5) 4 , и получая так называемый этилированный бензин.

При горение этилированного бензина образуются частицы свинца и оксида свинца (II), которые замедляют процесс и поэтому препятствуют детонации. Но такой бензин очень ядовит, действует на нервную систему, вызывает тяжелые хронические заболевания. В последнее время стали применять новый, не обладающий токсичным действием антидетонатор – марганецорганическое соединение С 5 Н 55 Mn(СО) 3 .

Дизельное топливо – более тяжелая, чем бензин, фракция нефти (газойль), называемая в технике соляровым маслом, в быту – соляркой. Важнейшим его показателем, определяющим склонность к воспламенению, является цетановое число. Оно характеризует такое же воспламенение, как при использование смеси н -цетана (С 16 Р 34 и а -метилнафталина С 11 Н 10). Воспламенение первого принято за 100, второго за 0. Для равномерного сгорания топлива, высокой эффективности рабочего цикла, малого расхода горючего, легкого запуска двигателя необходимо, чтобы цетановое число было равно 40–55.

Таблица 1.

Состав отработанных газов карбюраторных ДВС.

Коварным газом является оксид углерода (II) СО, или угарный газ. В легких он соединяется с гемоглобином крови в 200–300 раз быстрее, чем кислород. При сильном отравлении человек может погибнуть от кислородного голодания. Зарегистрированы случаи, когда, попадая в районы интенсивного автомобильного движения, люда теряли сознание. Угарный газ угнетает также активность ферментов клеток печени, сердца, мозга, повышает уровень сахара в крови.

Большие количества выбрасываемого углекислого газа СО, ведут к возникновению парникового эффекта, который заключается в поглощении атмосферой теплового (инфракрасного) излучения Земли. Это может привести к такому повышению температуры земной поверхности, что вызовет таяние льдов и соответственно поднятие уровня Мирового океана до 50 м.

Выбросы сернистого газа SО 2 и оксидов азота вызывают заболевания дыхательных путей. Кроме того, соединения азота неблагоприятно действуют на кровь и кровеносные сосуды. Считается, что оксиды азота в десять раз опаснее, чем оксид углерода (II). Они являются причиной возникновения в воздухе нитрозоаминов – сильных канцерогенов.

Кислотные осадки (дождь, туман, снег), оседая на почву и вступая с ней во взаимодействие, способствуют образованию ионов алюминия и других токсичных металлов, что приводит к загрязнению как поверхностных, так и грунтовых вод. Алюминий, например, способен вызвать болезнь Альцгеймера, заключающеюся в преждевременном старении и развитииумственной неполноценности.

Кислотные дожди вызывают коррозию металлов, разрушают строительные материалы; дожди, содержащие карбонат кальция,приводят к образованию так называемого каменного рака памятников архитектуры.

При сгорании топлива происходят выбросы и твердой фазы (сажа). В саже содержится сильное канцерогенное вещество – бензопирен. Высокая заболеваемость злокачественными опухолями у людей, длительное время дышавших воздухом с бензопиреном, установлена статистически. Особенно много бензопирена выделяется на холостом ходу, во время разгона, торможения, а также при езде по плохим дорогам.

Еще одним чрезвычайно вредным компонентом автомобильных выхлопов является свинец. По международной классификации – это один из наиболее токсичных элементов. Вследствие применения этилированного бензина в атмосферу выбрасывается ежегодно около 200 тыс. т свинца. Он вызывает заболевания крови, нарушение функции почек, нервные расстройства, отрицательно влияет на синтез белка и наследственность. В США применение этилированного бензина запрещено с 1988 г.

Нейтрализаторы (обычно каталитические) выполняются в виде двух камерного реактора. В одной из камер (правой на рисунке) осуществляется окисление угарного газа и углеводородов:

2СО + O 2 → 2СО 2 ;

СnНm + О 2 → nСO 2 + Н 2 O,

во второй камере – восстановление оксидов азота:

2СО + 2NО → N 2 + 2СО 2 .

(Схема двухкамерного каталитического нейтрализатора.)

Эти нейтрализаторы применяются на автомобилях и с карбюраторным, и с дизельным двигателями. Отечественные катализаторы – из оксида алюминия – тоже снижают в отработанных газах уровень оксида углерода (II) на 80%, углеводородов – на 70%, оксидов азота – на 50% (в целом – в 10 раз). Конечно, самым лучшим катализатором является платина, но это дорогой и дефицитный металл.

По мере эксплуатации обнаружились и неблагоприятные факторы. При работе ДВС на этилированном бензине поверхность катализатора быстро обволакивается свинцом, при работе на дизельном топливе на ней осаждается сажа и сера. Все это достаточно быстро выводит катализатор из строя.

Таблица 2.

Состав отработанных газов ДВС, %

Специалисты нашего Центрального научно-исследовательского института автомобильного транспорта разработали двигатель, работающий на особом виде горючего – смеси дизельного топлива и природного газа. В некоторых городах появились “Икарусы” с двумя внушительными баллонами на крыше.

У этих автобусов нет дымового шлейфа, который тянется за тяжело груженной машиной, они экологически чистые. Отработанных газов у них по сравнению с обычными автобусами в 4 раза меньше, при этом вдвое ниже расход топлива, на 10–12% выше мощность двигателя, а время работы между ремонтами больше в 1,5 раза. Кроме того, природный газ дешевле бензина, лучше смешивается с воздухом (поэтому полнее сгорает, а значат, и вредных веществ в выхлопах меньше), не разрушает масляную плёнку между трущимися деталями, так что снижается износ деталей.

С 2 Н 5 ОН + 3О 2 → 2СО 2 + 3Н 2 О

Получают этанол из растений. Машины, работающие на спирте, биогазе, уже имеются, больше всего их в Бразилии.

Наиболее экологически чистым видом топлива является водород – для его получения можно использовать обыкновенную воду: 2Н 2 О → 2Н 2 +О 2 .

На это указал еще Жюль Верн в своём романе “Таинственный остров”. Водород не ядовит, при сгорании образует только воду – экологически чистое вещество. При сгорании одного моля водорода выделяется тепла в три раза больше, а при сгорании атомарного водорода – в восемь раз больше, чем при сгорании такого же количества бензина. Трудность состоит в промышленной технологии разложения воды. Водород – топливо будущего.

Представим себе, что в следующем году все мы пересядем на электромобили. Выполнимо ли это? Нет! Где мы их возьмем? Ведь надо создать целую отрасль промышленности! Кроме того, если все автомобили перевести на электротягу, на всей планете не хватит электричества для зарядки аккумуляторов. Значит, надо строить новые электростанции. Ведь сегодня большую часть энергии, до 80%, вырабатывают ТЭС, сжигающие уголь, мазут и выбрасывающие в атмосферу немало вредных веществ, так что “экологически чистый” автомобиль будет отнюдь не таким чистым. Я надеюсь, что в скором будущем при правильном решении этих проблем электромобиль станет главным видом городского транспорта

Появились первые машины, энергию для движения которых дают фотоэлементы, преобразующие энергию Солнца, а чтобы эта энергия расходовалась более рационально, система управления оснащают компьютерами.

1. Обеспечение равномерного движения машин на улицах, предотвращение заторов, задержек на перекрестках, когда автомобили простаивают, вхолостую расходуя горючее и загрязняют воздух отработанными газами.
2. Соблюдение предельной скорости движения 60 км/ч, т.к. именно этой скорости соответствует минимум вредных выбросов; при ее увеличении и уменьшении выброс может возрасти более чем вдвое.
3. Вынос за городскую черту грузовых транспортных потоков. Это в нашей области выполняется.
4. Организация пешеходных зон, куда въезд автотранспорта предельно ограничен.
5. Экологическое просвещение населения: каждый водитель должен знать, что причины дымления автомобиля – неисправность двигателя, неотлаженностъ систем питания или зажигания. Только за счет правильной регулировки автодвигателей выброс вредных веществ в атмосферу можно уменьшить в 3–5 раз. Плохо накачанные шины не только быстрее изнашиваются, но и увеличивают сопротивление движению, а значит, сжигается больше горючего. Неправильным выбор скорости движения резкие разгоны и торможения, превышения установленной скорости, увеличение частоты вращения двигателя на холостом ходу – все это приводит к загрязнению атмосферы.
6. Создание сети диагностических станций для контроля за техническим состоянием автомобилей.

Есть ли еще вопросы?

III. Отчет журналистов о проделанной работе. (Выводы.)

Так как вопросов нет, подведем итог нашей конференции и попросим журналистов высказать свое мнение по проблеме: “ Или люди сделают так, чтобы в воздухе стало меньше дыма, или дым сделает так, что на Земле станет меньше людей”.

Кто-то хочет еще высказаться.

Вывод:

В заключении отметим, что каждый из нас в ответе за чистоту на нашей земли.

IV. Подведение итогов. Вручение памятных буклетов.

Спасибо журналистам за вопросы, спасибо специалистам за ответы.

Благодарю всех за работу и за внимание.

(от "Машина не роскошь, а средство передвижения " из кн . "Золотой телёнок " - о необходимости иметь автомобиль)

Иметь жену еврейской национальности значит иметь возможность эмигрировать с ней в США, Израиль.

• - противовоспалительное лекарственное вещество местного действия, вызывающее уплотнение коллоидов...

  Медицинские термины

• - Бег, способ передвижения, при котором, по определению П. Ф. Лесгафта, тело «то соприкасается с почвой одной ногой, то летит в воздухе», в отличие от ходьбы, когда тело имеет постоянную опору одной или двумя ногами...

  Большая Советская энциклопедия

• - Из романа «Земля людей» французского писателя и военного летчика Лнтуана де Септ-Экзюпери...

  Словарь крылатых слов и выражений

• - Убеждение в том, что у красивых женщин слишком много соблазнов в жизни, которым нелегко противостоять...

  Словарь народной фразеологии

• - ; мн. евре/йки, Р....

  Орфографический словарь русского языка

• - ЕВРЕ́И, -ев, ед. -е́й, -я, м. Народ, исторически восходящий к древним семитским племенам, сейчас живущий в Израиле и во многих других странах...

  Толковый словарь Ожегова

• - ЕВРЕ́ЙКА, еврейки. женск. к еврей...

  Толковый словарь Ушакова

• - евре́йка ж. см. евреи 2...

  Толковый словарь Ефремовой

• - евр"ейка, -и, род. п. мн. ч. -"...

  Русский орфографический словарь

• - Из романа «Золотой теленок» советских писателей Ильи Ильфа и Евгения Петрова...

  Словарь крылатых слов и выражений

• - См. ЛЮБОВЬ -...

  В.И. Даль. Пословицы русского народа

• - ЕВРЕЙ, . Иудей, израильтянин...

  Словарь иностранных слов русского языка

• - , а средство передвижения о женитьбе на еврейках с целью последующей эмиграции. Перефразированная цитата из романа И. Ильфа и Е. Петрова «Золотой теленок»: «Автомобиль - это не роскошь.....

  Словарь русского арго

• - ...

  Формы слова

• - сущ., кол-во синонимов: 7 ветхозаконница выкрестка евреечка жидовка израильтянка иудейка сионистка...

  Словарь синонимов

"Жена-еврейка - не роскошь, а средство передвижения" в книгах

Еврей как средство передвижения