بخشی از مقاله
الفباي فيزيك
كار و گرما
گرما نوعي انرژي است كه از اجسام گرم به اجسام سرد منتقل مي شود
موتورهاي حاوي گاز داغ
ما بدون موتورهاي گرمايي » نمي توانيم به نقاط دور دست مسافرت كنيم. در اين موتورها از سوخت براي ايجاد گازهاي داغ منبسط شده ودرنتيجه ايجاد حركت، استفاده مي شود. همچنين، اين موتورها توان اتومبيلها وقايقها وموشكها را تأمين مي كنند وژنراتورهاي برق را راه اندازي مي كنند.
توربينهاي بخار
در نيروگاهها به كمك توربينهاي بخار، گرماي توليد شده را به انرژي الكتريكي ( برق ) تبديل مي كنند. در مركز اين توربينها چرخي قرار دارد كه از يكسري پره تشكيل شده و به يك ميلة گردان وصل است. درون ديگ، آب تحت فشار زيادي جوشيده وبخاري با فشار بسيار زياد توليد مي كند. اين بخار با شدت به پره هاي توربين برخود كرده و موجب چرخش آنها مي شود. در يك توربين بخار كه با دقت طراحي وساخته شده باشد، تنها يك سوم انرژي بخار صرف چرخاندن پره ها مي شود.
موتورهاي بنزيني
در موتورها ي بنزيني، دراثر يك انفجار، گاز بسيار داغي ايجاد مي شود. اين گاز به جاي خروج از موتو، موجب حركت يك پيستون مي شود. در اين نوع موتورها، مخلوطي از قطرات بنزين وهوا به عنوان سوخت موتور مورد استفاده قرار مي گيرد. اين مخلوط در داخل سيلندر ( استوانه ) توسط جرقةئ شمع منفجر مي شود وگاز بسيار داغي توليد مي كند. اين گاز داغ، پيستون را به شدت به طرف پايين مي راند
پيستون يك موتور بنزيني چهار ضربه اي به ترتيب، به طرف پايين، بالا، پايين وبالا حركت مي كند. حركت پيستون به طرف پايين وبالا يك ضربه نا ميده مي شود و هر ضربه اثر متفاوتي بر گازهاي داخل سيلندر دارد. اين ضربه ها به همين ترتيب و مدام تكرار مي شوند
ا نبساط جامدات:
چرا گرما جامدات را منبسط مي كند؟
وقتي يك جسم جامد گرم مي شود، مولكولهاي آن با انرژي بيشتري ارتعاش مي كنند وفاصلة مولكولها از يكديگر نيز بيشتر مي شود. در نتيجه، اين جسم جامد در تمام جهات، اندكي بزرگتر ( منبسط ) مي شود.
جريانهاي همرفتي ( جابجايي)
انبساط وهمرفتي گرمايي همرفت ، انتقال انرژي گرمايي توسط جريانهاي مايع گرم ( يا گاز) است.) هنگامي كه يك قطره از مايع گرم شود، منبسط شده وحجمش افزايش مي يابد. البته مقدار ماده ( جرم آن ) تغييري نمي كند و در حجم منبسط شده پخش مي شود. بنابراين چگالي يك مايع گرم كمتر از چگالي مايع سرد اطراف آن مي شود. پس در يك ظرف محتوي مايع گرم وسرد، مايع سرد به طرف ته ظرف پايين خواهد رفت ومايع گرم بالا خواهد آمد. اين مثال ساده، علت ايجاد جريان همرفتي را نشان مي دهد
انبساط هوا
با گرم كردن هوا، انبساط آن وبا سرد كردن هوا، انقباض آن را خواهيد ديد.
وقتي يك بادكنك را در داخل ظرف آب جوش قرار دهيد، هواي داخل آن منبسط مي شود ( حجم بادكنك زياد مي شود ) و وقتي از ظرف خارج كنيد، سرد شده وهواي داخل آن منقبض مي شود ( حجم بادكنك كم مي شود ). اندازه گيري انبساط هوا ...
وقتي كه فشار گاز ثابت نگه داشته شود، حجم جرم معيني از گاز، متناسب با دماي كلوين آن است. به عبارت ديگر،
C مقدار ثابت = T دماي گاز بر حسب كلوين / حجم گاز V
رسانش گرما
قطعه اي از سيم مسي را بر روي شعلة چوب كبريت نگهداريد. گرما سريعأ در سيم مسي منتقل مي شود. با اينكه حركت گرما ديده نمي شود اما وقتي كه به انگشت شما مي رسد آن را احساس مي كنيد. به اين نوع انتقال انرژي گرمايي، رسانش يا هدايت گرمايي مي
آزمايش : آيا آب رساناي خوبي براي گرماست؟
يك لولة آزمايش بلند را از آب سرد پر كنيد وآن را بهصورت كج بر روي شعلة ملايم چراغ نگه داريد. مقداري پودر رنگي را بالاي آب بريزيد و وسط لولة آزمايش را به آرامي حرارت دهيد. بالا وپايين لوله را با دست لمس كنيد تا دماي اين دو نقطه را امتحان كنيد.
آيا هوا رساناي خوبي براي گرماست؟
عايقهاي گرمايي خوب، نظير پرها، بلوز هاي پشمي و پلي استايرن داراي حفره هاي كوچك هوا هستند. اين حفره هاي كوچك، رساناي بدي براي گرما هستند، و عايقهاي بسيار مؤثري به شمار مي روند.در دما در صحبتهاي روزمره، اغلب مي گوييم كه « امروز هوا گرم است » يا « اين چاي سرد است ». اصطلاح علمي براي بيان ميزان گرم بودن اجسام را دما مي نامند.
اندازه گيري دما
دماسنـجها طوري مدرج مي شوند كه دمـا را بر حسب درجـة سيلسيوس نـشان بدهند. يخ هـميشه در دمـاي يكسانـي ذوب مـي شـود كـه آن را صفر درجه سيلسيوس مي نامند. بخار بالاي آب در حال جوش در فشار معمولي نيز هميشه دماي يكساني دارد كه آن را 100 درجة سيلسيوس مي نامند. اين دو دما را بر روي يك دماسنج مشخص مي كند وفاصلة بين آنها را به 100 قسمت تقسيم مي كنند و هر قسمت را يك درجة سيلسيوس مي گويند.
دماسنجهاي پزشكي ــ از دماسنجهاي پزشكي براي اندازه گيري دماي بدن انسان استفاده مي شود.
دماسنجهاي الكترونيكي ــ در دماسنجهاي الكترونيكي از يك شاخص ميله اي استفاده مي شود، اين شاخص، دما را به ولتاژ تبديل مي كند ودستگاه اكترونيكي، اين ولتاژ را به صورت يك عدد نشان مي دهد.
آموزش موتور بنزيني
آشنايي با اصول کارکرد موتورهاي احتراقي داخلي :
قطعات موتور عبارتند از :
سرسيلندر، سيلندر، پيستون، شاتون، ميل لنگ، سوپاپها، فنرهاي برگرداننده، تايپيتها، براي تشريح اين اصول نياز به تعاريف پايه اي داريم، تا با آنها آشنا بشويم مثل :
نقاط مرگ بالا و نقاط مرگ پائين:
به بالاترين نقطه قراريري پيستون در داخل سيلندر نقطه مرگ بالا گفته مي شود و به پائين ترين نقطه قرارگيري پيستون در داخل سيلندر نقطه مرگ پائين گفته مي شود.
کورس پيستون :
به فاصله طي شده بين مرگ بالا و مرگ پائين ، کورس پيستون گفته مي شود.
حجم مفيد سيلندر: وقتي پيستون از نقطه مرگ بالا به طرف نقطه مرگ پائين حرکت خودش را انجام مي دهد، در فضاي بالاي سيلندر حجمي ايجاد مي شود که به حجم مفيد سيلندر معروف است.
حجم اطاق احتراق: وقتي پيستون در بالاي مرگ بالا قرار مي گيرد به فضاي بالاي پيستون مي گويند.
اصول کارکرد يک موتور چهار زمانه بنزيني:
چهار زمان کار موتور به ترتيب عبارت است از :
زمان اول : مکش
زمان دوم : تراکم
زمان سوم : احتراق
زمان چهارم : تهويه
زمان اول :
در زمان اول با گردشي که ميل لنگ انجم مي دهد و انتقال اين حرکت توسط شاتون به پيستون و پيستون به طرف مرگ پائين حرکت مي کند و با توجه به اين حرکت در بالاي خود يک حجمي را ايجاد مي کند که اين حجم ايجاد شده و خلاء حاصله و همينطور زمانبندي که براي سوپاپها در نظر گرفته شده، سوپاپ هوا باز مي شود و با باز شدن سوپاپ هوا، خلا حاصله در نتيجه پائين رفتن پيستون، توسط مخلوط سوخت و هوايي که کاربراتور انجم داده، به فضاي بالاي پيستون راه پيدا مي کند و مرحله مکش انجام مي گيرد.
زمان دوم :
با ادامه حرکت ميل لنگ و گردش به سمت بالا، پيستون هم به سمت بالا حرکت داده مي شود و هم زمان با اين عمل سوپاپ ورودي که در مرحله مکش باز شده بود، حالا بستر مي شود و با بالارفتن پيستون، سوخت و هواي مکيده شده در مرحله مکش مورد تراکم قرار مي گيرد و در فضاي اطاق احتراق متراکم مي شود.
زمان سوم :
با رسيدن پيستون به نقطه مرگ بالا، جرقه زني شمع انجام مي گيرد و باعث مي شود که مخلوط سوخت و هواي فشرده شده محترق بشود و به سطح پيستون فشار بياورد و پيستون را به سمت پائين حرکت بدهد، حرکت به پيستون به سمت پائين در واقع با ايجاد کار همراه است که اين عمل تا رسيدن پيستون به سمت مرگ پائين ادامه دارد.چ
زمان چهارم:
با ادامه حرکت پيستون به سمت بالا و در نتيجه حرکت ميل لنگ، دودهاي حاصل از احتراق در مرحله قبل بايستي از موتور خارج بشود که اين عمل با، بازشدن سوپاپ خروجي که سوپاپ دود است و بالا رفتن پيستون و فشار بر گازهاي حاصله انجام مي گيرد و دودهاي حاصل از احتراق از مسير خروجي اگزوز خارج مي شود
تفاوت ميان موتور بنزيني و چهار زمانه ديزل :
امنيت که مربوط به نوع به وجود آمدن زمان کارکرد نيست و در واقع مربوط به وارد شدن مخلوط سوخت به هوا و هواي خالي مي شود.
در موتورهاي چهار زمانه بنزيني به اين ترتيب در زمان مکش مخلوط ورود سوخت را به هوا داريم که با بازشدن سوپاپ هوا، مخلوط سوخت هوا از طريق ماينفول ورودي و سوپاپ ورودي وارد مي شود در حاليکه در موتورهاي ديزل در زمان مکش، فقط هواي خالي مکيده مي شود
و سوخت در زماني به هوا اضافه مي شود که در بالاترين نقطه حرکتي براي پيستون و مرحله تراکم داريم که با زمان بندي که براي پمپهاي در نظر گرفته شده، ما داريم به هواي متراکم شده در داخل سيلندر و حرارتي که از اين جهت در اثر فشردگي افزايش پيدا کرده به اين سوخت اضافه مي شود و گرماي حاصل از تراکم اين احتراق صورت مي گيرد و نيرو ايجاد مي شود.
