Бензин при сгорании в двигателе выделяет меньше тепла?

[Mr_Smith]

При сгорании 1 литра бензина выделяется теплоты 32,7 МДж.
Есть ли разница, как это количество теплоты получить - простым сжиганием литра бензина (например, разлив и поджегши, или в печке) или залив его в двигатель и полностью выработав?
По-идее, при сжигании в двигателе, тепла должно выделиться меньше... Так ли это?

P.S. Идея этого вопроса не моя, но мне тоже стало интересно.

 

[Patrik]

Тепло это энергия движения молекул. В двигателе тепла выделится меньше, потому что часть энергии перейдет в механическую энергию движения поршня и т.п. Но дальше из-за трения вся эта механическая энергия перейдет в тепловую. В итоге тепла выделится одинаково.

 

[Mr_Smith]

То есть тепла ровно столько же, но еще плюс совершенная работа по перемещению, например, автомобиля (груза).

 

[Patrik]

Не "плюс". Тепла ровно столько же в итоге. Т.е. в цилиндре двигателя при сгорании топлива тепла выделится меньше. (И это не должно нас смущать, т.к. теплота сгорания топлива зависит, в частности, от давления. При изобарном и при изохорном процессе теплоты разные.) "Недостающая" энергия продуктов сгорания перешла в энергию движения поршня. А дальше, если трение не равно нулю, всё перейдет в тепло.

Если рассмотреть не автомобиль, а реактивный двигатель ракеты в вакууме, то да, теплоты при сгорании выделится меньше, чем табличное значение. "Недостающая" энергия - кинетическая энергия ракеты.

PS. Кстати, работа по перемещению груза по горизонтали без трения =0.

 

[Mr_Smith]

Вернитесь на Землю, пусть трение не будет = 0.
В итоге вся энергия литра бензина переходит в тепло. Т.е. получаем в итоге 32,7 МДж тепла. Так или нет?
При КПД ДВС = 20% с этого литра мы имеем еще 6,54 МДж полезной работы.
Какой вывод? Или мы в итоге не получаем 32,7 МДж тепла (а мы его получаем), или полезной работы 6,54 МДж нет (а она есть)...

Для наглядности. И пусть у нас все поступившее топливо = сгоревшее топливо, т.е. = 100%.

 

[Patrik]

Какой вывод? Или мы в итоге не получаем 32,7 МДж тепла (а мы его получаем), или полезной работы 6,54 МДж нет (а она есть)...

Итак, реальная машина, с трением, с тяжелым и полезным грузом в кузове, проехала по кругу (по ровному горизонтальному плато), и вернулась в ту же самую точку. Чему равна совершенная механическая работа?

 

[Mr_Smith]

Если машина сожгла 1 л бензина, то работа равна 6,54 МДж.

 

[Patrik]

Неужели? Полезная механическая работа? ("Полезная", отмечу - Ваше слово.)
И каковы результаты этой работы?
А если бы машина ехала в гору, и в результате подняла бы груз на некоторую высоту - тоже 6,54 МДж?

 

[Mr_Smith]

...проехала по кругу...
Неужели? Полезная механическая работа?

Я просто ждал этого вопроса.

И каковы результаты этой работы?

А что, результата не будет? Будет, конечно.
Автобус (маршрутка) утром выезжает из гаража, проходит свой маршрут и вечером возвращается в тот же гараж. Это действие не имеет смысла? Работа равна нулю? Нет, работа проделана, пассажиры перевезены, шофер получил оплату за свой труд.

А если бы машина ехала в гору, и в результате подняла бы груз на некоторую высоту - тоже 6,54 МДж?

Конечно. Какая разница едет ли она по плато или карабкается в гору? Литр сожгла, проделала работу в 6,54 МДж. Только , конечно, вскарабкается не высоко, сколько позволят 6,54 МДж, по плато большее расстояние проедет.

 

[Patrik]

Автобус (маршрутка) утром выезжает из гаража, проходит свой маршрут и вечером возвращается в тот же гараж. Это действие не имеет смысла? Работа равна нулю? Нет, работа проделана, пассажиры перевезены, шофер получил оплату за свой труд.

Что ж, аргументация наглядная, близкая сердцу каждого пролетария. Особенно про зарплату В МегаДжоулях
Но понятие "механическая работа" в физике отличается от бытового понятия "работа".

Дайте ссылку на учебник термодинамики, который Вы осилили (то бишь прочитали, поняли логику, приняли терминологию). Если понятия "работа", "внутренняя энергия" трактовать широко и вольно , осмысленного диалога не получится.

 

[Mr_Smith]

В термоди... э-э, как там дальше... ничего не смыслю, в общем.
Аргументация наглядная, я старался.
Я не прав в своих рассуждениях? В чем ошибка? Просто и наглядно можете объяснить? Для нас, для неученых?

 

[Patrik]

Просто и наглядно могу для системы попроще. Батарейка, электромотор поднимает груз на ниточке.
Внутренняя энергия батарейки может израсходоваться с разными результатами. Если масса груза подобрана удачно, груз поднимется высоко (совершенная мех. работа будет mgh), мотор при этом будет греться не сильно. Если груз очень тяжелый, мотор не сможет вращаться и будет сильно греться. Механич. работа будет =0, почти вся энергия перейдет в тепло.

 

[Mr_Smith]

Нет, это неудачный пример.
Бензиновый мотор вращается, совершает мех. работу. А бензин сгорает и греет воздух.
В начале дается вполне определенное количество энергии. И, внимание, вопрос - сколько тепла в итоге, сколько мех. работы совершено и сколько это будет в сумме?

А то как-то начинает уже надоедать словоблудие про пролетариев, про зарплату в мегаджоулях и прочую лабуду на ниточке.

 

[Patrik]

В начале дается вполне определенное количество энергии.

Количество энергии (U) да, вполне определенное. Она может переходить (частично!!!) в теплоту Q и (частично!!!) в работу A.
Q=32,7 МДж для литра бензина - не догма, а табличное значение. При определенных условиях (я выше писал - изобарный, изохорный процессы - оказалось мечу бисер). При других условиях Q будет отличаться. У Вас заклинило, дескать U=Q, а куда A воткнуть непонятно.

Возьмите учебник и посмотрите "первое начало термодинамики" - простая формула из трёх вышеупомянутых букв. Попытайтесь понять окружающий текст. Если удастся (это не сложно, чуть шире школьной программы) - буду рад. Не получится или просто лень - ждите других объясняльщиков на пальцах. Я попытался, больше надоедать не буду.


.

 

[Mr_Smith]

Если машина сожгла 1 л бензина, то работа равна 6,54 МДж.

А если бы машина ехала в гору, и в результате подняла бы груз на некоторую высоту - тоже 6,54 МДж?

От человека, который задает такой глупый вопрос, я ничего другого, как отсыла к учебникам и не ждал.

[Вопрос интересный. Но не нужно сбиваться на оскорбления. Патрик - Ваш оппонент. Оппонирует, как может. Учитесь культуре дискуссии. ]