На рисунке изображена схема работы поршневого двигателя. Данный двигатель принимает сжатый газ внутри цилиндра и использует его для поднятия поршня и груза. Чтобы полностью понять это явление, нужно рассмотреть каждый шаг работы двигателя.
1. Сжатие газа: На начальном этапе поршень находится в самом нижнем положении, а газ, находящийся внутри цилиндра, сжимается в результате движения поршня вверх. Это происходит потому, что горючая смесь (например, бензин и воздух) воспламеняется и происходит взрыв, который расширяет газ и выдвигает поршень вниз. Затем поршень движется вверх и сжимает газ.
2. Поднятие поршня: Под действием сжатого газа внутри цилиндра происходит увеличение давления. Это давление выталкивает поршень вверх, преодолевая силу тяжести и поднимая груз. Таким образом, газ выполняет работу над подъемом поршня и груза.
3. Расширение газа: По мере подъема поршня, сжатый газ начинает расширяться и выполнять работу над преодолением силы тяжести груза. После достижения определенного высотного положения поршень начинает двигаться вниз.
4. Удар поршня: При движении поршня вниз, потому что газ переместился ниже поршня, происходит удар обратной стороны поршня, который возвращается ниже и груз также опускается.
Таким образом, сжатый газ выполняет работу, поднимая поршень и груз. Это происходит благодаря закону сохранения энергии: энергия, полученная в результате сжатия газа, преобразуется в работу, которая в свою очередь поднимает поршень и груз. Весь этот процесс повторяется множество раз в секунду, обеспечивая движение поршня и выработку энергии внутри двигателя.
Давление сжатого газа внутри сосуда больше, чем давление, которое оказывает поршень. Следовательно поршень поднимается.