Bài 28: Động cơ nhiệt

Tóm tắt lý thuyết

2.1. Động cơ nhiệt là gì?

  • 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.
  • Động cơ nhiệt đầu tiên là máy hơi nước. Nhiên liệu chủ yếu là củi, than, dầu . . . được đốt cháy từ bên ngoài xilanh của động cơ.

  • Động cơ nhiệt sau đó là động cơ đốt trong, là động cơ mà nhiên liệu được đốt cháy ngay bên trong xilanh của động cơ. Nhiên liệu chủ yếu là xăng hoặc ma dút dùng trong xe máy, ôtô, máy bay, tàu hỏa, tàu thủy. . .

  • Động cơ nhiệt nhiệt chạy bằng nhiên liệu đặc biệt của tên lửa, tàu vũ trụ. Nhiên liệu chủ yếu là năng lượng nguyên tử dùng trong tàu ngầm, tàu phá băng (trên biển), nhà máy điện nguyên tử. . .

2.2. Động cơ nổ bốn kỳ

  • Động cơ bốn kỳ là động cơ thường gặp nhất hiện nay

2.2.1. Cấu tạo

  • Cấu tạo của một Động cơ bốn kỳ:
    • 1,2: van tự động đóng và mở khi píttông chuyển động (supap)
    • 3: xilanh và pittông có thể chuyển động trong xilanh
    • 4: tay biên (tay zên) nối pittông và tay quay (5).
    • 5: tay quay-trên thục tay quay có gắn vôlăng (6)
    • 6: vôlăng-có tác dụng tạo quán tính cho tay quay
    • 7: bugi dùng để bật tia lửa điện đốt cháy nhiên liệu trong xi lanh.

2.2.2. Chuyển vận

  • Kỳ thứ nhất: Hút nhiên liệu. Pittông chuyển động xuống dưới. Van 1 mở, van 2 đóng, hỗn nhiên liệu được hút vào xilanh. Cuối kỳ này trong xilanh đã chứa đầy hỗn hợp nhiên liệu và van 1 dóng lại.
  • Kỳ thứ hai: Nén nhiên liệu. Pittông chuyển động lên phía trên nén hỗn hợp nhiên liệu trong xilanh. Van 1, van 2 đều đóng.
  • Kỳ thứ ba: Đốt nhiên liệu. Khi pittông lên đến tận cùng thì bugi bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong xilanh, kèm theo tiếng nổ và tỏa nhiệt. Các chất khí mới tạo thành dãn nở, sinh công đẩy pittông xuống dưới. Cuối kỳ này van 2 mở ra.
  • Kỳ thứ tư: Thoát khí. Pittông chuyển động lên phía trên, dồn hết khí mới sinh ra sao khi đốt nhiên liệu ở kỳ thứ ba trong xilanh ra ngoài qua van 2. Sau đó các kỳ của động cơ lặp lại từ đầu kỳ thứ nhất
  • Trong bốn kỳ của động cơ, chỉ có kỳ thứ ba là sinh công. Các kỳ khác, động cơ chuyển động nhờ đà (quán tính) của vôlăng.

2.3. Hiệu suất của động cơ

  • 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.
\(H=\frac{A}{Q}\)
  • Trong đó:
    • A: Công mà động cơ thực hiện (J), có độ lớn bằng phần nhiệt lượng chuyển hóa thành cơ năng.
    • Q: Nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra (J)

Bài tập minh họa



Bài 1:

Một ô tô chạy được quãng đường 100 km với lực kéo trung bình là 700 N, tiêu thụ hết 5 lít xăng (khoảng 4kg). Tính hiệu suất của động cơ ô tô.

Hướng dẫn giải:

  • Công động cơ ô tô thực hiện là:

A = F.S = 700.100000 = \(7.10^7J\)

  • Nhiệt lượng do nhiên liệu cháy tỏa ra là:

\(Q=m.q=4.46.10^6=18,4.10^7J\)

  • Hiệu suất của động cơ ô tô là:

\(H=\frac{A}{Q}.100=\frac{7.10^7}{18,4.10^7}.100=38,04\)%

Bài 2:

Động cơ nào sau đây không phải là động cơ nhiệt?

A. Động cơ của máy bay phản lực.

B. Động cơ của xe máy Hon-đa.

C. Động cơ chạy máy phát điện của nhà máy thủy điện Sông Đà.

D. Động cơ chạy máy phát điện của nhà máy nhiệt điện.

Hướng dẫn giải:

  • Động cơ chạy máy phát điện của nhà máy thủy điện Sông Đà không phải là động cơ nhiệt