سوال ۴۲ · فیزیک
کنکور ریاضی ۱۴۰۳ نوبت اول · سوال ۴۲ · کلید رسمی سازمان سنجش
فیزیک · فیزیک ۱ (ریاضی) · فصل ۵: ترمودینامیک
در مرحلهٔ «ضربهٔ تراکم» سوپاپ ورودی و سوپاپ خروجی به‌ترتیب در چه وضعیتی هستند؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۲ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای تعیین وضعیت سوپاپ‌ها، مراحل مکش و تراکم را به‌ترتیب بررسی می‌کنیم:
۱. در ضربهٔ مکش، مخلوط بنزین و هوا از دریچهٔ ورودی وارد استوانه می‌شود. در پایان این مرحله، سوپاپ ورودی بسته می‌شود تا مخلوط در استوانه محبوس بماند؛ بنابراین، هنگام آغاز تراکم، سوپاپ ورودی بسته است (فیزیک ۱ (ریاضی)، صفحهٔ ۱۴۳).
۲. در ضربهٔ تراکم، پیستون بالا می‌آید و حجم مخلوط را کاهش می‌دهد. برای آنکه مخلوط فشرده شود، نباید از دریچهٔ خروجی بیرون برود؛ پس سوپاپ خروجی نیز بسته می‌ماند. در این مرحله، فشار و دمای مخلوط افزایش می‌یابد (فیزیک ۱ (ریاضی)، صفحهٔ ۱۴۳).
بنابراین در ضربهٔ تراکم، سوپاپ ورودی و سوپاپ خروجی هر دو بسته‌اند.
پاسخ: گزینهٔ ۲
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است دانش‌آموز تصور کند حرکت پیستون همیشه با باز بودن سوپاپ‌ها همراه است؛ اما در ضربهٔ تراکم، مخلوط باید در استوانه محبوس بماند و باز بودن هر دو سوپاپ مانع این کار می‌شود.
- گزینهٔ ۳: این انتخاب از اشتباه گرفتن ضربهٔ تراکم با ضربهٔ خروج ناشی می‌شود، زیرا در هر دو پیستون بالا می‌آید. باز بودن سوپاپ خروجی باعث بیرون راندن گاز می‌شود، نه متراکم کردن مخلوط محبوس.
- گزینهٔ ۴: این وضعیت مربوط به ضربهٔ مکش است که مخلوط سوخت و هوا وارد استوانه می‌شود. در پایان مکش، سوپاپ ورودی بسته می‌شود تا مخلوط برای مرحلهٔ تراکم در استوانه باقی بماند.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- در بخش ماشین‌های درون‌سوز، تفاوت هدف ضربهٔ مکش، ضربهٔ تراکم و ضربهٔ خروج را مرور کن.
- در پایان ضربهٔ مکش، ورود مخلوط متوقف می‌شود؛ سپس پیستون بالا می‌آید تا همان مخلوط داخل استوانه را فشرده کند.
- اگر هنگام بالا آمدن پیستون، راهی برای خروج مخلوط باز باشد، مخلوط به‌جای محبوس ماندن و فشرده شدن، از استوانه بیرون می‌رود. وضعیت هر سوپاپ را با این شرط بررسی کن.