Sisäisen palamisen puristussuhde (työseoksen maksimitilavuuden suhde sen minimitilavuuteen) on 8. On tarpeen löytää pakokaasun lämpötilan suhde palamislämpötilaan. Tämän ongelman ratkaisemiseksi pidämme laajenemista adiabaattisena ja työseosta (ilman ja bensiinihöyryn seos) kaksiatomisena ideaalikaasuna.
Merkitään V1:llä ja V2:lla työseoksen tilavuudet ennen puristamista ja sen jälkeen. Sitten:
V2/V1 = 1/8
Harkitse palamisprosessia moottorissa. Merkitään Q1:llä se lämmön määrä, joka vapautuu työseoksen yksikkömassan palaessa. Tällöin palamisen lämpövaikutus on yhtä suuri kuin Q = Q1 * m, missä m on työseoksen massa.
Palamisen jälkeen lämpö muuttuu kaasun sisäiseksi energiaksi, mikä nostaa sen lämpötilaa. Merkitään Cv:llä ominaislämpökapasiteetti vakiotilavuudessa ja Cp:llä ominaislämpökapasiteetti vakiopaineessa. Sitten kaasun adiabaattisen laajenemisen aikana:
Cv * (T2 - T1) = -Q
missä T1 on kaasun lämpötila ennen palamista, T2 on kaasun lämpötila palamisen jälkeen.
Tarkastellaanpa kaasun puristusprosessia. Merkitään P1:llä ja P2:lla kaasun paineet ennen puristamista ja vastaavasti sen jälkeen. Sitten adiabaattisen prosessin aikana:
P1 * V1^γ = P2 * V2^γ
missä γ = Cp/Cv on adiabaattinen eksponentti.
Ideaalikaasun tilayhtälöä käyttämällä:
PV = mRT
missä P on paine, V on tilavuus, m on kaasun massa, R on yleiskaasuvakio, T on kaasun lämpötila, saadaan:
P1 * V1 = m * R * T1 P2 * V2 = m * R * T2
Jakamalla kaksi viimeistä yhtälöä, saamme:
P2/P1 = V1/V2 * T2/T1
Korvaamalla V2/V1 ensimmäisestä yhtälöstä saadulla arvolla saamme:
P2/P1 = 8 * T2/T1
Vertaamalla tätä yhtälöä adiabaattisen prosessin yhtälöön, saamme:
(P2/P1)^(y-1) = T2/T1
Ottaen huomioon, että γ = Cp/Cv ja että Cp - Cv = R, saamme:
(P2/P1)^(R/Cp) = T2/T1
Ilmaistakaamme lämpötilasuhde tunnetuilla suureilla:
T2/T1 = (P2/P1)^(R/Cp)
Korvataan tähän yhtälöön kaasun puristuksen yhtälöstä saatu painesuhteen arvo:
T2/T1 = (8^((γ-1)/γ))^(R/Cp) = 8^(R/Cp - 1)
Siten pakokaasun lämpötilan suhde palamislämpötilaan on yhtä suuri kuin 8^(R/Cp - 1).
Digitaalinen tuotteemme on yksityiskohtainen ratkaisu ongelmaan nro 20344 termodynamiikasta, joka liittyy bensiinimoottorin puristussuhteeseen ja pakokaasun lämpötilan suhteeseen palamislämpötilaan. Tuotteestamme löydät lyhyen tallenteen ongelman ehdoista, ratkaisussa käytetyistä kaavoista ja laeista, laskentakaavan johtamisesta ja vastauksen ongelmaan.
Termodynamiikan asiantuntijatiimimme on valmistellut tämän ratkaisun käyttämällä tieteen ja tekniikan viimeisimpiä edistysaskelia. Otimme huomioon kaikki tehtävän ominaisuudet ja annoimme kattavat vastaukset kaikkiin hänen kysymyksiinsä.
Kutsumme sinut ostamaan digitaalisen tuotteemme ratkaistaksesi tämän ongelman nopeasti ja helposti ja saadaksesi paljon kiitosta työstäsi. Tuotteemme on suunniteltu kauniiseen html-muotoon, jonka ansiosta materiaalin lukeminen ja ymmärtäminen on helppoa. Jos sinulla on kysyttävää ongelman ratkaisemisesta, tiimimme on aina valmis auttamaan sinua.
Tämä ongelma liittyy bensiinimoottorin puristussuhteeseen ja pakokaasun lämpötilan suhteeseen palamislämpötilaan. Sen ratkaisemiseksi on otettava huomioon, että kaasun laajeneminen tapahtuu adiabaattisesti ja työseos on kaksiatominen ideaalikaasu.
Merkitään V1:llä ja V2:lla työseoksen tilavuudet ennen puristamista ja sen jälkeen. Silloin työseoksen tilavuuksien suhde on V2/V1 = 1/8.
Harkitse palamisprosessia moottorissa. Merkitään Q1:llä se lämmön määrä, joka vapautuu työseoksen yksikkömassan palaessa. Tällöin palamisen lämpövaikutus on yhtä suuri kuin Q = Q1 * m, missä m on työseoksen massa.
Palamisen jälkeen lämpö muuttuu kaasun sisäiseksi energiaksi, mikä nostaa sen lämpötilaa. Merkitään Cv:llä ominaislämpökapasiteetti vakiotilavuudessa ja Cp:llä ominaislämpökapasiteetti vakiopaineessa. Sitten kaasun adiabaattisen laajenemisen aikana:
Cv * (T2 - T1) = -Q,
missä T1 on kaasun lämpötila ennen palamista, T2 on kaasun lämpötila palamisen jälkeen.
Tarkastellaanpa kaasun puristusprosessia. Merkitään P1:llä ja P2:lla kaasun paineet ennen puristamista ja vastaavasti sen jälkeen. Sitten adiabaattisen prosessin aikana:
P1 * V1^γ = P2 * V2^γ,
missä γ = Cp/Cv on adiabaattinen eksponentti.
Käyttämällä ideaalikaasun tilayhtälöä: PV = mRT, jossa P on paine, V on tilavuus, m on kaasun massa, R on yleiskaasuvakio, T on kaasun lämpötila, saadaan:
P1 * V1 = m * R * T1 P2 * V2 = m * R * T2
Jakamalla kaksi viimeistä yhtälöä, saamme:
P2/P1 = V1/V2 * T2/T1
Korvaamalla V2/V1 ensimmäisestä yhtälöstä saadulla arvolla saamme:
P2/P1 = 8 * T2/T1
Vertaamalla tätä yhtälöä adiabaattisen prosessin yhtälöön, saamme:
(P2/P1)^(y-1) = T2/T1
Ottaen huomioon, että γ = Cp/Cv ja että Cp - Cv = R, saamme:
(P2/P1)^(R/Cp) = T2/T1
Ilmaistakaamme lämpötilasuhde tunnetuilla suureilla:
T2/T1 = (P2/P1)^(R/Cp)
Korvataan tähän yhtälöön ensimmäisestä yhtälöstä saadun tilavuussuhteen arvo:
T2/T1 = (1/8)^(R/Cp)
Siten pakokaasun lämpötilan suhde palamislämpötilaan on yhtä suuri kuin 1/(1/8)^(R/Cp) = 8^(R/Cp - 1).
Vastaus: Pakokaasun lämpötilan suhde palamislämpötilaan on 8^(R/Cp - 1), missä R on yleiskaasuvakio, Cp on ominaislämpö vakiopaineessa.
Tämä digitaalinen tuote on yksityiskohtainen ratkaisu ongelmaan nro 20344 termodynamiikasta, joka liittyy bensiinimoottorin puristussuhteeseen ja pakokaasun lämpötilan suhteeseen palamislämpötilaan.
Ongelman ratkaisemiseksi käytämme seuraavia kaavoja ja lakeja:
Nämä kaavat ja lait mahdollistavat bensiinimoottorin puristussuhteeseen ja pakokaasujen lämpötilan suhteeseen palamislämpötilaan liittyvän ongelman ratkaisemisen. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on kuitenkin tarpeen tietää bensiinimoottorin työseoksen ominaislämpökapasiteetti vakiotilavuudessa (Cv) ja ominaislämpökapasiteetti vakiopaineessa (Cp). Nämä arvot riippuvat työseoksen koostumuksesta ja voivat olla erilaisia erityyppisille polttoaineille ja polttoaineen lisäaineille.
Siksi tämän ongelman ratkaisemiseksi sinun ei tarvitse tietää vain termodynamiikan kaavoja ja lakeja, vaan myös ominaislämpökapasiteetin erityisarvot vakiotilavuudessa ja vakiopaineessa tietylle työseokselle. Jos näitä arvoja ei tunneta, niiden määrittämiseen on käytettävä lisätietoja tai oletuksia.
***
Tämä tuote on kuvaus ratkaisusta ongelmaan nro 20344, joka liittyy bensiinimoottorin pakokaasun lämpötilan ja palamislämpötilan suhteen määrittämiseen. Ongelman selvityksessä tiedetään, että moottorin puristussuhde on 8 ja laajenemista pidetään adiabaattisena. Oletetaan myös, että työseos on kaksiatominen ideaalikaasu.
Ongelman ratkaisemiseksi sinun on käytettävä seuraavia lakeja ja kaavoja:
Boylen-Mariotten laki: pV = const, missä p on paine, V on tilavuus.
Adiabaattisen laajenemisen laki: pV^γ = const, missä γ on adiabaattinen eksponentti.
Gay-Lussacin laki: V/T = const, missä T on lämpötila.
Ideaalikaasun tilayhtälö: pV = nRT, missä n on aineen määrä, R on universaali kaasuvakio.
Diatomisen kaasun adiabaattinen indeksi: γ = 1,4.
Ongelman olosuhteiden perusteella voimme kirjoittaa kaavoja työseoksen tilavuuksille moottorin eri toimintavaiheissa:
V1 on työseoksen tilavuus sylinterin tuloaukossa, V2 on työseoksen tilavuus puristettuna maksimipuristussuhteeseen, V3 on työseoksen tilavuus palamisen lopussa ja paisumisen alussa, V4 on työseoksen tilavuus pakoputkessa.
Käyttämällä ideaalikaasutilayhtälöä ja Boyle-Mariotte-lakia voimme kirjoittaa seuraavat suhteet:
p1V1 = nRT1, p2V2 = nRT2, p3V3 = nRT3, p4V4 = nRT4.
Lisäksi, koska puristussuhde on 8, voimme kirjoittaa työseoksen tilavuuksien välisen suhteen:
V2/V1 = 1/8.
Seuraavaksi, käyttämällä adiabaattisen laajenemisen lakia, voimme kirjoittaa paineiden ja tilavuuksien välisen suhteen moottorin eri toimintavaiheissa:
p1V1^γ = p2V2^γ, p3V3^γ = p4V4^γ.
Lisäksi, kun otetaan huomioon, että laajenemista pidetään adiabaattisena, voimme kirjoittaa lämpötilojen ja tilavuuksien välisen suhteen moottorin eri toimintavaiheissa Gay-Lussacin lain avulla:
V1/T1 = V2/T2, V3/T3 = V4/T4.
Näiden suhteiden perusteella voimme ilmaista pakokaasun lämpötilan suhteen palamislämpötilaan:
T4/T3 = (V3/V4)^(γ-1) = (V1/V2)^(γ-1) = (1/8)^(γ-1) = 0,16.
Siten pakokaasun lämpötilan suhde palamislämpötilaan on tässä tapauksessa 0,16.
***
Hieno digituote! Bensiinimoottorin puristussuhde voi parantaa merkittävästi sen suorituskykyä.
Tämä digitaalinen tuote on ehdottomasti rahan arvoinen! Olen huomannut, että autoni toimii pehmeämmin ja taloudellisemmin tämän ohjelman asennuksen jälkeen.
Olen erittäin tyytyväinen tuloksiin! Bensiinimoottorin puristussuhde auttoi lisäämään autoni tehoa, mikä on erityisen hyödyllistä tiellä ohitettaessa.
Ihan loistavaa! Digitaalinen tuote todella toimi ja autoni reagoi nyt paljon paremmin kaasupolkimeen.
Suosittelen tätä digitaalista tuotetta kaikille, jotka haluavat saada enemmän irti autostaan! Bensiinimoottorin puristussuhde auttaa lisäämään vääntömomenttia ja nopeuttamaan kiihtyvyyttä.
En olisi koskaan uskonut, että näin pienellä digitaalisella tuotteella voi olla näin suuri vaikutus moottorin suorituskykyyn! Puristussuhde todella toimii ja huomasin tehon lisääntyneen merkittävästi.
Tämä digitaalinen tuote on todellinen tekniikan ihme! Bensiinimoottorin puristussuhde on vähentänyt merkittävästi autoni polttoaineenkulutusta.
Olen erittäin iloinen, että päätin kokeilla tätä digitaalista tuotetta! Bensiinimoottorin puristussuhde on parantanut autoni suorituskykyä, mikä on erityisen havaittavissa moottoriteillä.
Tämä digitaalinen tuote on aivan mahtava! Huomasin, että bensiinimoottorin puristussuhteen säätämisen jälkeen autoni alkoi käydä hiljaisemmin ja tasaisemmin.
Suosittelen tätä digitaalista tuotetta kaikille, jotka haluavat saada kaiken irti autostaan! Bensiinimoottorin puristussuhde todellakin parantaa moottorin suorituskykyä ja säästää polttoainetta.