Otto Çevrimi: Benzinli Motorun İdealleştirilmiş Modeli

1 · Tahmin Et

Otto çevrimi (adyabatik sıkıştırma, izokorik ısıtma, adyabatik genleşme, izokorik soğutma) bir benzinli motoru modeller. Carnot çevriminin aksine, iki ayağı sabit sıcaklıkta değil, sabit hacimdedir. Bu sabit hacimli bacaklar sırasında gaz herhangi bir iş yapıyor mu?

• Bu bacaklardaki basınç değiştiği için iş hala yapılıyor.
• Sabit hacimli bacaklar negatif iş yapar.
• W = PΔV ve ΔV = 0 olduğundan sabit hacimli bacaklarda iş yapılmaz.

2 · Kurulum

1. otto-cycle ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. 1 mol nitrojen (f = 5), 40 L'den 10 L'ye sıkıştırılır ve ardından sabit hacimde 900 K'ye ısıtılır.
2. Bacak başına çalışma ve ısı okumalarını etkinleştirin.
3. Döngünün her bir ayağı için (1'den 4'e kadar), ayağın hedef hacmini ve o bacak boyunca gazın yaptığı işi okuyun.

3 · Veri Toplayın

4 bacağın tümü için P-V diyagramını çizin. Hangi bacakların sabit hacimli (dikey) bölümler olduğunu işaretleyin ve iş okumalarınızın burada 0 olduğunu doğrulayın.

4 · Analiz et

1. Sıkıştırma oranını r = V₁/V₂ = 4 ve γ = 1,4 kullanarak çevrim verimliliğini η = 1 − 1/r^(γ−1) hesaplayın.
2. Bu çevrimin net işi, bacaklarının yarısı sıfır iş yapsa bile pozitiftir. İki adyabatik bacağın tek başına nasıl net pozitif iş çıktısı üretebileceğini açıklayın.

5 · Uzat

1. Gerçek benzinli motorlar 10-12 civarındaki sıkıştırma oranlarıyla sınırlıdır (daha yüksek oranlar ön ateşlemeye/vuruntuya neden olur). η = 1 − 1/r^(γ−1) kullanarak, motor tasarımcılarının mümkün olduğunda neden daha yüksek sıkıştırma oranları için çabaladığını açıklayın.
2. ...ancak benzer bir adyabatik sıkıştırma fikrine dayanır.

Bu Deneyin Arkasındaki Fizik

← Deneye geri dön

138 Ücretsiz Yazdırılabilir Fizik Laboratuvarı Çalışma Kağıdı