Автомобили, автомобили, все вы вокруг заполонили
Департамент образования города Москвы
Западное окружное управление
образования
государственное бюджетное
образовательное
учреждение города Москвы
Центр образования №1467
Контрольная работа
по физике
«Автомобили, автомобили, всё вы
вокруг заполонили»
Виноградова Светлана Юрьевна
Гордеев Сергей Игоревич
Г. Москва
Оглавление
Введение
. История создания парового двигателя
2. Состояние моек в Москве
3. Сезонность и загруженность автомойки по времени суток
. Очистка воды для автомоек и сервисных центров
. Выхлопные газы
. Количество отходящих газов автомобилей
Заключение
Источники информации
Введение
Огромное значение в мире придаётся проблеме загрязнения окружающей среды.
За последнее столетие промышленность большими шагами превратилась в основной
вид деятельности человечества. Технический прогресс всё растёт и стремительно
набирает обороты, а тем временем жить в городах становится всё труднее и
невыносимее.
Главной причиной загрязнения являются автомашины. Даже если у кого-то нет
собственного автомобиля, на общественном транспорте передвигаются очень много
людей. С другой стороны, в некоторых семьях по несколько автомобилей, бывают
случаи, когда у одного человека есть одновременно две или три машины. Однако
рассматривая все возможные загрязнители окружающей среды, мы можем коснуться не
только непосредственного загрязнения при движении автомобиля, а так же принять
в расчёт все затраты на обслуживание авто, на его изготовление, изготовление
материалов. Не говоря уже о постройке всех заводов, фабрик и сборочных цехов,
предварительной подготовке местности (со всем количеством наносимого вреда,
вроде вырубки лесов и т.д.). Поэтому исследование может получиться слишком
длинным и поверхностным. Исходя из этого, я посвящу своё исследование только готовому
автомобилю, его обслуживанию, а так же проблеме автомобилей в целом.
1. История создания парового двигателя
Принцип работы парового двигателя был изобретён в 18 столетии. О движущей
силе пара люди знали за век до того, как Джеймс Уатт изобрёл надёжный и дешёвый
источник энергии - универсальный поршневой двигатель. Со временем менялось
топливо, но принцип силы пара был неизменен. Одним из первых попытался
воспользоваться этой силой французский физик Дени Папен. Он пришёл к идее
паро-атмосферного двигателя, представлявшего собой цилиндр с поршнем,
поднимающимся под давлением пара и опускающимся при его конденсации. Однако
создать работоспособное устройство у Папена не удалось. В 1696 году английский
инженер Томас Севери изобрёл паровой насос для подъёма воды (в 1707 г. насос
Севери был установлен в Петербурге в Летнем саду). В 1705 году его
соотечественник Томас Ньюкомен создал паровую машину для откачки воды из шахт.
Ньюкомен в 1712 году усовершенствовал свою паровую машину, используя идеи
Севери и Папена.
Но уже в 1765 году Джеймс Уатт сконструировал паровой двигатель,
способный приводить в движение составы, корабли и станки. К 1784 году создание
универсального поршневого двигателя было фактически завершено, и он стал
основным средством получения энергии в промышленном производстве. В 1770 году
французский изобретатель Никола Жозеф Кюньо сконструировал паровую повозку,
«самодвижущийся экипаж» - предшественницу автомобиля.
Джеймс Уатт долго не мог улучшить свой универсальный паровой двигатель:
не было станка, чтобы с точностью изготовить главные детали - цилиндр и
поршень. Однако в этом ему помог другой изобретатель, Генри Модсли. Его
механический суппорт: устройство для очень жёсткого и подвижного крепления
резца, которым обрабатывают металлические заготовки на станке - помог Уатту в
решении этой проблемы. Так же Генри Модсли сделал первую станочную линию для
производства корабельных блоков, тем самым основав поточное производство. Это
означало возникновение в XIX
веке машиностроения - новой отрасли, быстро ставшей ведущей отраслью.
На звание изобретателя автомобиля могли в XIX веке претендовать 411 человек. Ныне можно утверждать,
что честь изобретения и создания принадлежит двум немецким инженерам - Готлибу
Даймлеру и Карлу Бенцу. Самое интересное, что они никогда не встречались, хоть
и жили в 100 км друг от друга. Каждый из них в 1885 году независимо друг от
друга сконструировал паровую машину и получил на неё патент.
Создали двигатель внутреннего сгорания в середине XIX века, когда на транспорте безраздельно
господствовала паровая машина. В 1862 году французский инженер Альфонс Бо де
Роша предложил идею четырёхтактного двигателя: обязательным моментом работы ДВС
было предварительное сжатие рабочей смеси газа с воздухом. Осуществить его
проект получилось только служащему из Кёльна - Николаусу Августу Отто в 1876
году. Он работал над созданием такого двигателя 15 лет, и ему удалось повысить
КПД паровых машин, который в то время был ничтожно мал.
В течение нескольких лет Бенцу и Даймлеру пришлось заниматься
усовершенствованием двигателя и повышением КПД. В результате Карл Бенц даже
построил небольшой завод по производству газовых двигателей. В поисках более
дешёвого и эффективного, чем светильный газ, топлива Готлиб Даймлер совершил
поездку в Россию, где ознакомился с процессами переработки нефти. Один из её
продуктов - лёгкий бензин, как раз подошёл условиям инженера: быстро и
практически полностью сгорал, был удобен для транспортировки в отличие от газа
или угля. Переход от газа к бензину в несколько раз увеличил число оборотов
двигателя (до 900 об/мин)
Принцип работы поршневого двигателя в автомобиле заключается в следующем:
сначала цилиндр заполняется горючей смесью (при подъёме поршня), затем поршень
сдавливает жидкость, смесь воспламеняется от свечи, а затем поршень поднимается
силой пара и цилиндр освобождается от продуктов сгорания. Такие двигатели
называются четырёхтактными двигателями внутреннего сгорания. Есть двухтактные
ДВС, но они из-за неполного сгорания топлива используются только на мотоциклах и
моторных лодках - слишком много вредных примесей содержат выхлопные газы.
Разберёмся, в чём же заключается загрязнение окружающей среды. Во время
четвёртого хода (такта) поршня из цилиндра высвобождаются продукты горения -
выхлопные газы, заставившие поршень подняться и выпустить их. В основе своей
эти выхлопы - не что иное, как пар. А пар вреда природе приносить не может. Но
чистый пар может образоваться лишь при полном сгорании чистого бензина. Когда
мы заправляем бак автомобиля, мы замечаем несколько разновидностей бензина - 76
(сейчас уже редко встречаемый), 92, 95 и 98. Эти цифры, так называемое
«октановое число», есть процентный показатель бензина в смеси. Это значит, что
от 2 до 10% выхлопные газы состоят из вредных примесей, которые, как раз, и загрязняют
воздух. Есть ещё дизельное топливо, используемое грузовиками, автобусами и
машинами с большим пробегом. Топливо состоит из солярового масла и газойля,
которые сильнее бензина загрязняют воздух.
На выхлопные газы автомобилей приходится в городах до 80% всех вредных
для природы выбросов. Чтобы снизить их количество, последнее время в
автомобилях используют двигатели, в которых топливо сгорает гораздо полнее и
эффективнее.
В нашей семье есть машина Hyundai Santa Fe. Это внедорожник, используемый для
поездок на дачу, в соседние города (по работе) или в магазины, которые
находятся сравнительно далеко от нашего дома. Внедорожник сам по себе расходует
больше топлива, т.к. более мощный мотор, чем у легковых машин, требует больше
бензина. Мотор нашего Hyundai
использует 92 марку бензина.
В среднем наша машина потребляет 10л на 100км, поэтому за одну поездку
тратится до 11 литров (на дорогу и обратный путь). В неделю расходуется по
40-60 литров, следовательно, за месяц около 200 л., а в год от 2400 до 3000
литров бензина. Эти цифры я привел, не подсчитывая дальние незапланированные
поездки, или же, наоборот, не использование автомобиля неопределённый период
времени по каким-либо причинам. Сравнивая расход топлива нашей машины и
нескольких машин других марок, мы можем увидеть, что наш внедорожник является
не самым большим загрязнителем среди машин (таблица 1).
Наша машина нуждается в мойке один-два раза в месяц. Если автомобиль
загрязняется не постепенно, а за одну поездку (при передвижении по сельским
дорогам или бездорожью), то, как правило, мы сами в состоянии отмыть её,
используя вёдра и чистящее средство. Когда я мыл Hyundai, то у меня на это уходило до 50 литров воды. При
несильном загрязнении можно заметно сэкономить на воде.
Самым загрязнённым транспортным шоссе в Ново-Переделкино является
Боровское шоссе. В зависимости от времени суток и сезона по нему проезжает
различное количество автомобилей. Загруженность дорог обычно определяют по
плотности потока - количество автомобилей, приходящихся на единицу длины
однородного по транспортно-эксплуатационным качествам участка дороги, обычно
протяжением 1 км. Эту зависимость (от дня недели, сезона) можно увидеть на моей
рисунке (№1 и 2) плотности потока автотранспорта на Боровском шоссе и
Новоорловской улице:
Итак, становится понятно, что даже при наименьшей плотности потока
транспорта по Боровскому шоссе количество машин немалое. Нередко образуются
«пробки» на дорогах, связанные с большим количеством светофоров, или же с
авариями. В нашем районе есть два места, где с наибольшей вероятностью
образовываются пробки: участок дороги от въезда в район со стороны деревни
Рассказовка до перекрёстка у рынка Ново-Переделкино и въезд в посёлок Западный
с Новоорловской улицы. Пробки на этих двух участках заметно усложняют движение,
иногда до такой степени, что участок в 500 метров было бы быстрее преодолеть
пешком.
Рисунок 1
Рисунок 2
Кроме того, что пробки создают большие помехи для движения, машины выбрасывают
выхлопные газы, находясь на одном месте. Это является одним из основных
факторов загрязнения нашего района, хотя оба участка находятся в отдалении от
жилой части района.
2. Состояние моек в Москве
По данным ГИБДД и Департамента транспорта и связи сегодня в
Москве эксплуатируется порядка 5 млн. единиц городского пассажирского,
грузового и легкового государственного и частного автотранспорта, без учета
ежедневно приезжающего в Москву иногороднего. На сегодня в Москве по
официальным данным функционирует более 500 автозаправочных станций, 1200
автомоек, хорошо оборудованных и оснащённых системой отлива израсходованной
воды. Но, не стоит забывать, что большинство автодорог Подмосковья и отдельные
участки МКАД не имеют желаемое количество моек. Из большинства моек лишь
единицы оборудованы системой отлива воды, остальные же расположены на берегу
рек и сливают израсходованную воду, масло и прочие промышленные отходы в реки.
Из этого можно сделать вывод, что загрязнение рек по большей части лежит на
совести автосервисов, а не автомобилистов. Однако стихийная мойка у рек
является не менее важной проблемой загрязнения водоёмов. Стихийная мойка -
процесс мытья автомобиля вручную в непосредственной близости от водоёмов,
иногда машины даже въезжают в водоём наполовину. При этом до 10 кг грязи и 5л
отработанного масла может унести течением. Это тяжёлый удар для реки или озера,
ведь порой даже сильное течение не способно унести всю грязь в болота.
Стихийные мойки являются результатом нехватки автосервисов на пригородных
дорогах нашего края.
В 1993 году, когда многочисленные стихийные мойки на берегах
рек Москвы и Яузы стали представлять реальную угрозу экологии города, при
координации Департамента транспорта и связи Правительства Москвы начала
осуществляться программа по организации цивилизованной мойки автотранспортных
средств. На сегодняшний
день Департамент транспорта и связи отвечает только за отдельно стоящие мойки и
моечные комплексы (это 10-15% от вводимых в действие). Контроль над мойками
колес грузового транспорта, выезжающего со строительных площадок, закреплен за
Департаментом градостроительной политики и Мосгосстройнадзором.
Функционирование автомоек на АЗС, в многоэтажных гаражах, жилых домах с
паркингами и офисных зданий с паркингами, также как и моек на автопредприятиях,
включая муниципальный транспорт, практически никто не контролирует. В связи с
отменой лицензирования этого вида деятельности, после сдачи автомойки в
эксплуатацию контроль за ее работой осуществляется практически только самим
владельцем. К сожалению, ответственных и добросовестных владельцев немного, и
поэтому на большинстве автомоек используют чистую водопроводную воду, а
образующиеся стоки сбрасывают в городскую, ливневую канализацию, на проезжую
часть и т.п. Участились случаи "возникновения" моек вообще без
очистных установок и системы оборотного водоснабжения.
В 1993 году для координации всех вопросов, связанных с мойкой транспорта
в г. Москве была образована ассоциация "Чистый транспорт". Работал
экспертный совет при Департаменте транспорта и связи по рассмотрению вопросов
размещения моечных постов в Москве. Однако на сегодня эти органы также
практически утратили свое значение и влияние на ситуацию по автомойкам в
Москве.
В настоящее время выпускаются качественные отечественные очистные
установки и все элементы систем оборотного водоснабжения (СОВ), которые не
уступают по своим характеристикам лучшим западным образцам и на порядки дешевле
и проще в эксплуатации. Правильная и очень несложная эксплуатация СОВ позволяет
экономить от 80 до 95% чистой водопроводной воды и полностью исключить сброс
ВСЕХ вредных веществ, в том числе нефтепродуктов в канализацию, водоемы, на
территорию.
Точное количество моек в Москве на сегодня неизвестно, ориентировочно их
более 2000. Очевидные подсчеты показывают, что при правильной эксплуатации СОВ,
в день город может экономить более 6 млн. литров чистой воды: 2000 моек х 3
поста х 10 машин в день х 120 л/машину = 7 млн. 200 тыс. литров, при этом 7
млн. 200 тыс. литров х 85% = 6 млн. 120 тыс. литров в день. Кроме этого,
порядка 200 м3 (более 50 тыс. м3 в год) загрязненных стоков будет вывезено на
специальные полигоны.
В нашем районе Ново-Переделкино на данный момент расположено 4
автомобильные мойки. При опросе сотрудников автомоек и автосервисов мне удалось
выяснить, что в среднем на одну машину тратится по 150 л. воды.
. Сезонность и загруженность автомойки по времени суток
Посещаемость автомоек никогда не бывает одинаковой, но и тут можно
уловить некоторую зависимость от погоды и сезона. Большинство людей не видит
смысла мыть машину в дождь, все равно через полчаса грязная будет. Дождливые
периоды чаще всего бывают осенью и весной, также сюда можно отнести период
оттепели, когда на улице слякоть. В такое время машину тоже мало кто моет.
Спрос падает и в разгар лета: машина долго остается чистой, поэтому средняя
частота посещений мойки падает.
Наибольший спрос возникает осенью, в момент похолодания, и в конце весны
- после установления сухой погоды, т. е. в период межсезонья. А самая
прибыльная погода - после дождя, когда высохли лужи. В тот момент, когда падает
спрос на мойку кузова, внимание переключается на «внутренние» услуги: химчистку
салона, протирку пластика, мойку ковриков и т. п.
Если брать круглосуточную мойку, в будний день спрос на базовые услуги
примерно таков: между двумя и четырьмя часами ночи полный штиль, ближе к шести
утра машины начинают приезжать, и от восьми и десяти утра идет утренний пик
загрузки, который немного падает к часу дня.
С двух часов дня загрузка снова начинает расти и достигает максимума в
вечерние часы, между шестью и десятью часами вечера, когда все возвращаются с
работы. Пиковая вечерняя загрузка может превосходить утреннюю в два раза.
Отвечая на вопрос: "Кто сегодня в городе целенаправленно
контролирует техническое и экологическое состояние мест мойки
автотранспорта?", с сожалением приходится констатировать, что в полной
мере - никто.
Рисунок 3
Сегодня в Москве сложилась ситуация, при которой никто не может
ответить:1. Сколько в городе действует автомоек, необоснованно потребляющих на
технические цели миллионы литров водопроводной воды?2. Кто и как осуществляет
технический и экологический контроль за их деятельностью?
Для того чтобы разобраться - как лучше мыть автомобиль, узнаем, что
предпочитают водители:
На автомойке. Почему? Времени нет самой, и удобно.
Конечно же, на автомойке. Почему? Дешево и удобно.
Автомойка, конечно, лучше. Это все-таки качественно, быстро. Я могу кофе
попить. А так я езжу загород, часто в деревню, там автомоек нет - сам мою.
Чаще всего сам мою, потому что мне как-то нравится даже.
Спрос на услуги автомоек обычно повышается зимой, но как только
становится теплее - люди сами предпочитают мыть автомобили. Хотя и здесь не
обойдешься простой водой и тряпкой - нужны специальные средства.
. Очистка воды для автомоек и сервисных центров
загрязнение автомобиль природный двигатель
Без систем очистки воды не может обойтись даже самая небольшая автомойка.
Спрос у предпринимателей и специализированных сервисных предприятий на
подобного рода оборудование объясняется тем, что оно позволяет экономить до 90%
объема расходуемой воды. После прохождения воды через несколько фильтров, ее
можно без опаски сливать в городскую канализацию, что является одним из главных
требований, предъявляемых властями к специализированным автомойкам.
Это ощутимая экономия воды, расходуемой автотранспортными предприятиями
на мойку автомобилей, относится к общему расходу на весь парк транспортных
средств, но, рассматривая пути экономии воды при мойке автомобилей, необходимо
учитывать и то, что не менее важным в этом направлении является достижение
значительного снижения удельного расхода воды на мойку одного автомобиля в
сутки. Следует признать, удельный расход воды у нас в стране остается пока
значительным. Такое положение приводит к увеличению капитальных вложений на
строительство систем оборотного водоснабжения и очистных сооружений, так как
требуются большие емкости для отстоя воды после мойки автомобилей и
соответственно более мощное оборудование. Пропорционально этому возрастают
затраты на их эксплуатацию.
Положительным примером в этом деле может служить внедрение оборотного
водоснабжения в московских таксомоторных парках и автокомбинатах Управления
легкового автомобильного транспорта Мосавтолегтранс.
По данным научно-исследовательского и проектно-изыскательского института
Мосводканалниипроект только на мойку автомобилей в Москве ежесуточно
расходуется 55 тыс. м³ питьевой воды, прошедшей дорогостоящую обработку на
водопроводных станциях или подаваемой из артезианских скважин. За год расход
воды по всем московским АТП достигает 17 млн. м³. В связи с этим промышленные, в том
числе и автотранспортные предприятия переводятся на систему повторного и
оборотного водоснабжения.
Система оборотного водоснабжения, как правило, включает в себя
сборник-резервуар сточной воды, откуда она насосами подается в фильтры очистки
от взвешенных частиц и нефтепродуктов. После фильтрации очищенная вода
поступает в сборник-резервуар чистой воды, из которого она забирается насосами
для расхода на промышленные цели и для мойки автомобилей. В данной схеме
оборотного водоснабжения повторное использование воды для мойки может
производиться, минуя сборник к резервуару чистой воды, и прямо подаваться
насосом к моечной машине. Необходимым условием эффективного применения CMC
является приготовление моющего раствора в подогретой до 40°С воде. В связи с
этим моечный пост (моечное отделение) должен быть обеспечен горячей водой в
требуемом количестве.
. Выхлопные газы
В Евросоюзе разрешенный уровень вредных веществ в выхлопе зависит от
возраста автомобиля. Если год выпуска автомобиля раньше чем 1978, то нет каких
- либо фиксированных ограничений, существует лишь одно требование, чтобы не
было видимого дыма, выходящего из выхлопной трубы. Если машина 1979-1986 года
выпуска, то максимальный лимит выделяемых ею вредных веществ, измеряемых на
холостом ходу таков: CO - меньше, чем 4,5%, СH - 100 ppm. Кислород должен быть
меньше чем 5%. Последний показатель обычно используется для подтверждения того,
что ничего незаконного для снижения уровня CO с системами автомобиля сделано не
было. С 1986 по 1990 в большинстве стран требования стали более высокими: CO -
3,5%, CH - 600 ppm. С 1991 были установлены новые правила относительно
автомобилей оборудованных каталитическим дожигателем выхлопных газов. Сейчас
уровень вредных выхлопов автомобиля измеряют двумя способами: на холостом ходу
и на 2500 оборотах двигателя в минуту. С помощью каталитического дожигателя
выхлопных газов уровень вредных выхлопов намного сократился, по этой причине
показатели ограничений вредных выхлопов тоже уменьшились. На холостом ходу
уровень CO должен быть не более 0,5%, а CH не более 100 ppm. В это же время так
называемый коэффициент избытка воздуха альфа высчитывается математически и
должен быть между 0,91 - 1,03. Также уровень кислорода должен быть меньше чем
0,5% и контрольный уровень CO2
должен быть меньше 16.
Владельцы новых машин не имеют проблем с получением разрешения на
использование их транспорта. Хотя, например, в Финляндии средний возраст
легкового автомобиля составляет 10,5 лет. Но когда автомобиль имеет
значительный пробег и возраст, при прохождении теста на вредность выхлопа он
может быть отправлен на ремонт.
Очень часто эти проблемы встречаются у старых автомобилей, когда
двигатель уже имеет значительный пробег и потерял свою былую мощь. Зачастую
владельцы не замечают, что их автомобиль уже утратил мощность.
. Количество отходящих газов автомобилей
В основном определяется массовым расходом топлива автомобилями. Расход по расстоянию нормируется и обычно указывается
производителями (одна из потребительских характеристик). В отношении суммарного
объема выходящих из глушителя выхлопных газов приблизительно можно
ориентироваться на такую цифру - один литр сжигаемого бензина приводит к
образованию примерно 16 кубометров или 16000 литров смеси различных газов. На
основании этих данных можно судить примерное количество выбрасываемых в
атмосферу вредных примесей, но здесь есть небольшая проблема. Мы можем
определить только количество разных газов, вылетающее при сжигании
определённого количества литров топлива, но никак ни при одном выхлопе, и уж
тем более за промежуток времени (час, день, месяц и т.д.). Поэтому судить о
количестве газов, выбрасываемых в атмосферу каждый час, мы не можем в принципе.
Нигде не установлено, что все машины в день проезжают определённое кол-во
километров с одной скоростью. А искать какое-либо среднее число - значит,
обманывать себя, потому что данные могут быть не только сильно приближёнными,
но и вовсе ошибочными.
Таблица №1. Расход топлива у машин разных марок
|
ВАЗ
<#"878973.files/image004.gif">
Выхлопные газы (или отработавшие газы) - основной источник токсичных
веществ двигателя внутреннего сгорания - это неоднородная смесь различных
газообразных веществ с разнообразными химическими и физическими свойствами, состоящая
из продуктов полного и неполного сгорания топлива, поступающих из цилиндров
двигателей в его выпускную систему. В своем составе они содержат около 300
веществ, большинство из которых токсичны. Основными нормируемыми токсичными
компонентами выхлопных газов двигателей являются оксиды углерода, азота и
углеводороды. Кроме того, с выхлопными газами в атмосферу поступают предельные
и непредельные углеводороды, альдегиды, канцерогенные вещества, сажа и другие
компоненты. Примерный состав выхлопных газов представлен в таблице 1.При работе
двигателя на этилированном бензине в составе выхлопных газов присутствует
свинец, а у двигателей, работающих на дизельном топливе - сажа. Теперь
попытаемся выяснить, чем же опасен каждый выхлоп, и каково количество газов,
вырывающихся из выхлопной трубы.
Оксид углерода (CO - угарный газ)
Прозрачный, не имеющий запаха ядовитый газ, немного легче воздуха, плохо
растворим в воде. Оксид углерода - продукт неполного сгорания топлива, на
воздухе горит синим пламенем с образованием диоксида углерода (углекислого
газа). Если его содержание велико, двигатель расходует слишком много топлива и
масла из картера.
В камере сгорания двигателя CO образуется при неудовлетворительном
распыливании топлива, в результате холоднопламенных реакций, при сгорании
топлива с недостатком кислорода, а также вследствие диссоциации диоксида
углерода при высоких температурах. При этом процесс выгорания CO продолжается и
в выпускном трубопроводе.
Необходимо отметить, что при эксплуатации дизелей концентрация CO в
выхлопных газах невелика (примерно 0,1-0,2%), поэтому, как правило,
концентрацию CO определяют для бензиновых двигателей. В среднем, машины при
сжигании литра бензина выбрасывают в воздух около 800 литров углекислого газа
Оксиды азота (NO, NO2, N2O, N2O3,
N2O5, в дальнейшем - NOx)
Оксиды азота являются одними из наиболее токсичных компонентов
отработавших газов. При нормальных атмосферных условиях азот представляет собой
весьма инертный газ. При высоких давлениях и особенно температурах азот активно
вступает в реакцию с кислородом. В выхлопных газах двигателей более 90% всего
количества NОx составляет оксид азота NO, который еще в системы выпуска, а
затем и в атмосфере легко окисляется в диоксид (NO2).
Оксиды азота раздражающе воздействуют на слизистые оболочки глаз, носа,
разрушают легкие человека, так как при движении по дыхательному тракту они
взаимодействуют с влагой верхних дыхательных путей, образуя азотную и азотистую
кислоты. Как правило, отравление организма человека NОx проявляется не сразу, а
постепенно, причем каких либо нейтрализующих средств нет. При сжигании литра
бензина из выхлопной трубы выбрасывается примерно 128 л оксидов азота.
Закись азота (N2O -
гемиоксид, веселящий газ) - газ с приятным запахом, хорошо растворим в воде.
Обладает наркотическим действием. 2
(диоксид) - бледно-желтая жидкость, участвующая в образовании смога. Диоксид
азота используется в качестве окислителя в ракетном топливе. Считается, что для
организма человека оксиды азота примерно в 10 раз опаснее CO, а при учете
вторичных превращений - в 40 раз.
Оксиды азота представляют опасность для листьев растений. Установлено,
что их непосредственное токсичное влияние на растения проявляется при
концентрации Nox в воздухе в пределах 0,5-6,0 мг/м3. Азотная кислота
вызывает сильную коррозию углеродистых сталей.
На величину выброса оксидов азота оказывает значительное влияние
температура в камере сгорания. Так, при повышении температуры от 2500 до 2700 К
скорость реакции увеличивается в 2,6 раза, а при уменьшении от 2500 до 2300 К -
уменьшается в 8 раз, т.е. чем выше температура, тем выше концентрация NOx.
Ранний впрыск топлива или высокие давления сжатия в камере сгорания также
способствуют образованию NOx. Чем выше концентрация кислорода, тем выше
концентрация оксидов азота.
Углеводороды (CnHm - этан, метан, этилен, бензол, пропан, ацетилен и др.)
Углеводороды - органические соединения, молекулы которых построены только
из атомов углерода и водорода, являются токсичными веществами. В выхлопных
газах содержится более 200 различных CH, которые делятся на алифатические (с
открытой или закрытой цепью) и содержащие бензольное или ароматическое кольцо.
Ароматические углеводороды содержат в молекуле один или несколько циклов из 6
атомов углерода, соединенных между собой простыми или двойными связями (бензол,
нафталин, антрацен и др.). Имеют приятный запах. Измеряется его количество в
условной единице ppm (кол-во частиц на миллион). Так что даже незначительное
увеличение эффективности сгорания может иметь большое влияние на его уровень.
Обычно, чрезвычайно высокий уровень углеводорода является проблемой не только
хозяев машин, но и механиков.
Наличие CH в отработавших газах двигателей объясняется тем, что смесь в
камере сгорания является неоднородной, поэтому у стенок, в переобогащенных
зонах, происходит гашение пламени и обрыв цепных реакций. Существуют несколько
факторов влияющих на количество углеводорода в выхлопных газах. Герметичность
клапанов, их чистота и регулировка момента зажигания, все они одинаково важны.
Не только регулировка момента зажигания, но также и текущая сила сгорания, все,
что влияет на сгорание, имеет большое значение в ограничении количества
углеводорода в выхлопных газах. Примерное кол-во углеводорода, образующегося
при сгорании литра бензина - 400-450л.
Кого-то эти цифры могут испугать, но давайте разберёмся:
литры - это мера объёма, и, ни в коем случае нельзя путать эти цифры с
жидкостью, ведь 800 литров - довольно большое число для жидкости. А для газа?
Газ является веществом, у которого молекулы в несколько сотен и тысяч раз
меньше расстояния между ними. Если представить что-то более плотное, то обьём
сократится в десятки и сотни раз. А теперь внимательно - литр бензина, при
сжигании которого и производится этот обьём, расходуется для преодоления
расстояния в 10 км. Постараемся рассеять большинство иллюзий - это не такое
сильное загрязнение, просто в момент выхлопа выделяется неприятный запах, и нам
кажется, что состав воздуха вокруг резко изменился. Но на нашей одежде даже осадка никакого не
осталось.
Заключение
Автомобиль - это одновременно и полезный плод технологического прогресса,
и огромная опасность для нашей природы. Мы не знаем точных цифр содержания
вредных примесей в атмосфере, потому на данный момент трудно сказать -
ухудшается ли положение в городах или нет. Из-за возрастающего количества машин
количество выхлопов тоже растёт, но люди изобретают более качественные
двигатели, поэтому, возможно, загрязнение увеличивается не так быстро, как мы
можем подумать. Автомобили в любом случае не скоро станут безвредными, и урон
от них сложно переоценить, но кто сможет отказаться от использования
автомобиля? В машинах мы ездим в школу, на работу, в магазины завозят продукты,
а для поездки на несколько сотен километров потребуется меньше дня. Без машин
цивилизация, которую мы знаем, была бы невозможна. Поэтому люди обязаны
придумывать более безвредные разновидности топлива, резины для шин и материала
изготовления машины. Автомобиль стал незаменимой частью жизни многих людей,
поэтому он должен быть безвредным для природы.
Таким образом, главным результатом моего исследования является то, что я
выяснил, насколько мой автомобиль загрязняет окружающую среду: какое количество
выхлопных газов он выбрасывает в атмосферу, сколько требуется воды для ухода за
автомобилем и как её сэкономить, как в масштабах моего микрорайона
осуществляется эксплуатация автомобилей.
Источники информации
1. Энциклопедия «Аванта», том
15 «Техника», издательство «Аванта», 2001 год;
2. Энциклопедия «Аванта», том
16 «Физика», издательство «Аванта», 2003 год;
. Журнал «Юный эрудит»,
выпуски 2004 - 2007 гг.;
. Журнал «Навигатор», выпуски
2008 - 2010 гг.;
. http://www.cleansale.ru/sistema-ochistki-vody/;
6. http:/www.namoiku.ru/;
. http://autowashing.ru/1.html;
. http://www.smazka.ru/info/tests/art20/;
Похожие работы на - Автомобили, автомобили, все вы вокруг заполонили
|