Stopień sprężania silnika benzynowego (stosunek

Stopień sprężania spalania wewnętrznego (stosunek maksymalnej objętości mieszanki roboczej do jej minimalnej objętości) wynosi 8. Konieczne jest znalezienie stosunku temperatury spalin do temperatury spalania. Aby rozwiązać ten problem, uznamy, że ekspansja jest adiabatyczna, a mieszanina robocza (mieszanina powietrza i par benzyny) będzie dwuatomowym gazem doskonałym.

Oznaczmy przez V1 i V2 objętości mieszaniny roboczej odpowiednio przed i po sprężaniu. Następnie:

V2/V1 = 1/8

Rozważmy proces spalania w silniku. Oznaczmy przez Q1 ilość ciepła wydzielanego podczas spalania jednostki masy mieszaniny roboczej. Wtedy efekt cieplny spalania będzie równy Q = Q1 * m, gdzie m jest masą mieszaniny roboczej.

Po spaleniu ciepło zostanie zamienione na energię wewnętrzną gazu, zwiększając jego temperaturę. Oznaczmy przez Cv ciepło właściwe przy stałej objętości, a przez Cp ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu. Następnie podczas adiabatycznego rozprężania gazu:

Cv * (T2 - T1) = -Q

gdzie T1 to temperatura gazu przed spalaniem, T2 to temperatura gazu po spalaniu.

Rozważmy proces sprężania gazu. Oznaczmy przez P1 i P2 ciśnienie gazu odpowiednio przed i po sprężaniu. Następnie podczas procesu adiabatycznego:

P1 * V1^γ = P2 * V2^γ

gdzie γ = Cp/Cv jest wykładnikiem adiabatycznym.

Korzystając z równania stanu gazu doskonałego:

PV = mRT

gdzie P to ciśnienie, V to objętość, m to masa gazu, R to uniwersalna stała gazowa, T to temperatura gazu, otrzymujemy:

P1 * V1 = m * R * T1 P2 * V2 = m * R * T2

Dzieląc dwa ostatnie równania, otrzymujemy:

P2/P1 = V1/V2 * T2/T1

Zastępując V2/V1 wartością otrzymaną z pierwszego równania otrzymujemy:

P2/P1 = 8 * T2/T1

Porównując to równanie z równaniem procesu adiabatycznego otrzymujemy:

(P2/P1)^(γ-1) = T2/T1

Biorąc pod uwagę, że γ = Cp/Cv i że Cp – Cv = R, otrzymujemy:

(P2/P1)^(R/Cp) = T2/T1

Wyraźmy stosunek temperatur w znanych wielkościach:

T2/T1 = (P2/P1)^(R/Cp)

Podstawiamy do tego równania wartość stosunku ciśnień otrzymaną z równania na sprężanie gazu:

T2/T1 = (8^((γ-1)/γ))^(R/Cp) = 8^(R/Cp - 1)

Zatem stosunek temperatury spalin do temperatury spalania będzie równy 8^(R/Cp - 1).

Nasz produkt cyfrowy jest szczegółowym rozwiązaniem problemu nr 20344 z termodynamiki związanej ze stopniem sprężania silnika benzynowego i stosunkiem temperatury spalin do temperatury spalania. W naszym produkcie znajdziesz krótki zapis warunków zadania, wzorów i praw zastosowanych w rozwiązaniu, wyprowadzenie wzoru obliczeniowego i odpowiedź na zadanie.

Nasz zespół ekspertów z zakresu termodynamiki przygotował to rozwiązanie, korzystając z najnowszych osiągnięć nauki i technologii. Wzięliśmy pod uwagę wszystkie cechy zadania i udzieliliśmy wyczerpujących odpowiedzi na wszystkie jej pytania.

Zapraszamy do zakupu naszego produktu cyfrowego, aby szybko i łatwo rozwiązać ten problem i otrzymać wysoką pochwałę za swoją pracę. Nasz produkt został zaprojektowany w pięknym formacie HTML, co ułatwia czytanie i zrozumienie materiału. Jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące rozwiązania problemu, nasz zespół jest zawsze gotowy, aby Ci pomóc.

Problem ten związany jest ze stopniem sprężania silnika benzynowego oraz stosunkiem temperatury spalin do temperatury spalania. Aby go rozwiązać, należy wziąć pod uwagę, że ekspansja gazu zachodzi adiabatycznie, a mieszaniną roboczą jest dwuatomowy gaz doskonały.

Oznaczmy przez V1 i V2 objętości mieszaniny roboczej odpowiednio przed i po sprężaniu. Wtedy stosunek objętości mieszaniny roboczej będzie równy V2/V1 = 1/8.

Rozważmy proces spalania w silniku. Oznaczmy przez Q1 ilość ciepła wydzielanego podczas spalania jednostki masy mieszaniny roboczej. Wtedy efekt cieplny spalania będzie równy Q = Q1 * m, gdzie m jest masą mieszaniny roboczej.

Po spaleniu ciepło zostanie zamienione na energię wewnętrzną gazu, zwiększając jego temperaturę. Oznaczmy przez Cv ciepło właściwe przy stałej objętości, a przez Cp ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu. Następnie podczas adiabatycznego rozprężania gazu:

Cv * (T2 - T1) = -Q,

gdzie T1 to temperatura gazu przed spalaniem, T2 to temperatura gazu po spalaniu.

Rozważmy proces sprężania gazu. Oznaczmy przez P1 i P2 ciśnienie gazu odpowiednio przed i po sprężaniu. Następnie podczas procesu adiabatycznego:

P1 * V1^γ = P2 * V2^γ,

gdzie γ = Cp/Cv jest wykładnikiem adiabatycznym.

Korzystając z równania stanu gazu doskonałego: PV = mRT, gdzie P to ciśnienie, V to objętość, m to masa gazu, R to uniwersalna stała gazu, T to temperatura gazu, otrzymujemy:

P1 * V1 = m * R * T1 P2 * V2 = m * R * T2

Dzieląc dwa ostatnie równania, otrzymujemy:

P2/P1 = V1/V2 * T2/T1

Zastępując V2/V1 wartością otrzymaną z pierwszego równania otrzymujemy:

P2/P1 = 8 * T2/T1

Porównując to równanie z równaniem procesu adiabatycznego otrzymujemy:

(P2/P1)^(γ-1) = T2/T1

Biorąc pod uwagę, że γ = Cp/Cv i że Cp – Cv = R, otrzymujemy:

(P2/P1)^(R/Cp) = T2/T1

Wyraźmy stosunek temperatur w znanych wielkościach:

T2/T1 = (P2/P1)^(R/Cp)

Podstawiamy do tego równania wartość stosunku objętości otrzymaną z pierwszego równania:

T2/T1 = (1/8)^(R/Cp)

Zatem stosunek temperatury spalin do temperatury spalania będzie równy 1/(1/8)^(R/Cp) = 8^(R/Cp - 1).

Odpowiedź: Stosunek temperatury spalin do temperatury spalania wynosi 8^(R/Cp - 1), gdzie R jest uniwersalną stałą gazową, Cp jest ciepłem właściwym przy stałym ciśnieniu.

Ten cyfrowy produkt stanowi szczegółowe rozwiązanie problemu nr 20344 dotyczącego termodynamiki związanej ze stopniem sprężania silnika benzynowego i stosunkiem temperatury spalin do temperatury spalania.

Aby rozwiązać problem, używamy następujących wzorów i praw:

• Stopień sprężania spalania wewnętrznego (stosunek maksymalnej objętości mieszaniny roboczej do jej minimalnej objętości) wynosi 8.
• Za mieszaninę roboczą (mieszaninę powietrza i par benzyny) uważamy dwuatomowy gaz doskonały.
• Rozprężanie gazu w cylindrze uważamy za adiabatyczne.
• Oznaczmy przez V1 i V2 objętości mieszaniny roboczej odpowiednio przed i po sprężaniu. Wtedy: V2/V1 = 1/8.
• Oznaczmy przez Q1 ilość ciepła wydzielanego podczas spalania jednostki masy mieszaniny roboczej. Wtedy efekt cieplny spalania będzie równy Q = Q1 * m, gdzie m jest masą mieszaniny roboczej.
• Oznaczmy przez Cv ciepło właściwe przy stałej objętości, a przez Cp ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu. Wówczas podczas adiabatycznego rozprężania gazu: Cv*(T2 - T1) = -Q, gdzie T1 to temperatura gazu przed spalaniem, T2 to temperatura gazu po spalaniu.
• Rozważmy proces sprężania gazu. Oznaczmy przez P1 i P2 ciśnienie gazu odpowiednio przed i po sprężaniu. Następnie dla procesu adiabatycznego: P1 * V1^γ = P2 * V2^γ, gdzie γ = Cp/Cv jest wykładnikiem adiabatycznym.
• Korzystając z równania stanu gazu doskonałego: PV = mRT, gdzie P to ciśnienie, V to objętość, m to masa gazu, R to uniwersalna stała gazu, T to temperatura gazu, otrzymujemy: P1 * V1 = m * R * T1, P2 * V2 = m * R * T2.
• Dzieląc dwa ostatnie równania, otrzymujemy: P2/P1 = V1/V2 * T2/T1.
• Zastępując V2/V1 wartością otrzymaną z pierwszego równania otrzymujemy: P2/P1 = 8 * T2/T1.
• Porównując to równanie z równaniem procesu adiabatycznego otrzymujemy: (P2/P1)^(γ-1) = T2/T1.
• Biorąc pod uwagę, że γ = Cp/Cv i że Cp - Cv = R, otrzymujemy: (P2/P1)^(R/Cp) = T2/T1.
• Wyraźmy stosunek temperatur za pomocą znanych wielkości: T2/T1 = (P2/P1)^(R/Cp).
• Podstawiamy do tego równania wartość stosunku ciśnień otrzymaną z równania na sprężanie gazu: T2/T1 = 8^(R/Cp - 1).
• Zatem stosunek temperatury spalin do temperatury spalania będzie równy 8^(R/Cp - 1).

Te wzory i prawa pozwalają rozwiązać problem związany ze stopniem sprężania silnika benzynowego i stosunkiem temperatury spalin do temperatury spalania. Aby jednak rozwiązać ten problem, należy znać pojemność cieplną właściwą przy stałej objętości (Cv) i pojemność cieplną właściwą przy stałym ciśnieniu (Cp) mieszaniny roboczej silnika benzynowego. Wartości te zależą od składu mieszanki roboczej i mogą być różne dla różnych rodzajów paliw i dodatków do paliw.

Dlatego, aby rozwiązać ten problem, trzeba znać nie tylko wzory i prawa termodynamiki, ale także konkretne wartości ciepła właściwego przy stałej objętości i pod stałym ciśnieniem dla danej mieszaniny roboczej. Jeżeli wartości te nie są znane, do ich ustalenia należy zastosować dodatkowe dane lub założenia.

***

Produkt ten stanowi opis rozwiązania problemu nr 20344, związanego z wyznaczaniem stosunku temperatury spalin do temperatury spalania w silniku benzynowym. W opisie problemu wiadomo, że stopień sprężania silnika wynosi 8, a rozprężanie uważa się za adiabatyczne. Zakłada się również, że mieszaniną roboczą jest dwuatomowy gaz doskonały.

Aby rozwiązać problem, musisz zastosować następujące prawa i formuły:

1. Prawo Boyle’a-Mariotte’a: pV = const, gdzie p to ciśnienie, V to objętość.

2. Prawo rozszerzalności adiabatycznej: pV^γ = const, gdzie γ jest wykładnikiem adiabatycznym.

3. Prawo Gay-Lussaca: V/T = const, gdzie T jest temperaturą.

4. Równanie stanu gazu doskonałego: pV = nRT, gdzie n to ilość substancji, R to uniwersalna stała gazowa.

5. Indeks adiabatyczny dla gazu dwuatomowego: γ = 1,4.

Na podstawie warunków zadania możemy napisać wzory na objętości mieszaniny roboczej na różnych etapach pracy silnika:

V1 to objętość mieszaniny roboczej na wlocie do cylindra, V2 to objętość mieszaniny roboczej po sprężeniu do maksymalnego stopnia sprężania, V3 to objętość mieszaniny roboczej na końcu spalania i na początku rozprężania, V4 to objętość mieszanki roboczej na wydechu.

Korzystając z równania stanu gazu doskonałego i prawa Boyle'a-Mariotte'a, możemy zapisać następujące zależności:

p1V1 = nRT1, p2V2 = nRT2, p3V3 = nRT3, p4V4 = nRT4.

Ponadto, biorąc pod uwagę, że stopień sprężania wynosi 8, możemy zapisać zależność między objętościami mieszaniny roboczej:

V2/V1 = 1/8.

Następnie, korzystając z prawa rozszerzalności adiabatycznej, możemy zapisać zależność pomiędzy ciśnieniami i objętościami na różnych etapach pracy silnika:

p1V1^γ = p2V2^γ, p3V3^γ = p4V4^γ.

Ponadto, biorąc pod uwagę, że rozszerzanie uważa się za adiabatyczne, możemy zapisać zależność między temperaturami i objętościami na różnych etapach pracy silnika, korzystając z prawa Gay-Lussaca:

V1/T1 = V2/T2, V3/T3 = V4/T4.

Na podstawie tych zależności możemy wyrazić stosunek temperatury spalin do temperatury spalania:

T4/T3 = (V3/V4)^(γ-1) = (V1/V2)^(γ-1) = (1/8)^(γ-1) = 0,16.

Zatem stosunek temperatury spalin do temperatury spalania w tym przypadku wynosi 0,16.

***

1. Stopień sprężania silnika benzynowego to wspaniała rzecz! Pozwala zwiększyć moc i wydajność silnika.
2. Jestem bardzo zadowolony z zakupu cyfrowego produktu Współczynnik sprężania silnika benzynowego. Dzięki niemu udało mi się poprawić osiągi mojego samochodu.
3. Jeśli chcesz poprawić osiągi swojego samochodu, zwróć uwagę na cyfrowy stopień sprężania silnika benzynowego.
4. Nie spodziewałem się, że cyfrowy produkt dotyczący stopnia sprężania silnika benzynowego tak bardzo wpłynie na osiągi mojego samochodu. Teraz stał się mocniejszy i ekonomiczny.
5. Stopień sprężania silnika benzynowego to świetny produkt cyfrowy, który pomaga poprawić osiągi każdego samochodu.
6. Każdemu miłośnikowi motoryzacji polecam zakup cyfrowego produktu do pomiaru stopnia sprężania silnika benzynowego. To naprawdę warte swojej ceny.
7. Stosując cyfrowy produkt Gasoline Engine Compression Ratio, udało mi się znacznie poprawić dynamikę mojego samochodu. Bardzo zadowolony z rezultatu!

Osobliwości:

Świetny produkt cyfrowy! Stopień sprężania silnika benzynowego może znacznie poprawić jego osiągi.

Ten produkt cyfrowy jest zdecydowanie wart swojej ceny! Zauważyłem, że po zainstalowaniu tego programu mój samochód pracuje płynniej i bardziej ekonomicznie.

Jestem bardzo zadowolony z wyników! Stopień sprężania silnika benzynowego pomógł zwiększyć moc mojego samochodu, co jest szczególnie pomocne podczas wyprzedzania na drodze.

Poprostu wspaniale! Produkt cyfrowy naprawdę zadziałał, a mój samochód znacznie lepiej reaguje na pedał gazu.

Polecam ten cyfrowy produkt każdemu, kto chce wydobyć więcej ze swojego samochodu! Stopień sprężania silnika benzynowego pomaga zwiększyć moment obrotowy i przyspieszyć przyspieszenie.

Nigdy nie myślałem, że tak mały produkt cyfrowy może mieć tak duży wpływ na wydajność silnika! Współczynnik kompresji naprawdę działa i zauważyłem znaczny wzrost mocy.

Ten cyfrowy produkt to prawdziwy cud techniki! Stopień sprężania silnika benzynowego znacznie zmniejszył zużycie paliwa w moim samochodzie.

Bardzo się cieszę, że zdecydowałam się wypróbować ten cyfrowy produkt! Stopień sprężania silnika benzynowego poprawił osiągi mojego samochodu, co jest szczególnie widoczne na autostradach.

Ten produkt cyfrowy jest po prostu świetny! Zauważyłem, że po wyregulowaniu stopnia sprężania silnika benzynowego mój samochód zaczął pracować ciszej i płynniej.

Poleciłbym ten cyfrowy produkt każdemu, kto chce jak najlepiej wykorzystać swój samochód! Stopień sprężania silnika benzynowego rzeczywiście poprawia osiągi silnika i oszczędza paliwo.