"Двигатель внутреннего сгорания". 8-й класс

Цель урока: рассмотреть физические принципы работы тепловых двигателей, углубить знания учащихся о тепловых двигателях.

I. Подготовка к восприятию нового материала:

1. Какие два вида механической энергии вы знаете?
2. Какую энергию называют кинетической? Потенциальной?
3. Приведите примеры превращения потенциальной энергии тела в кинетическую; кинетической энергии – в потенциальную.
4. Дайте определение внутренней энергии тела.
5. Приведите примеры превращения механической энергии тела в его внутреннюю энергию.

1. Историческая справка (сообщение ученика)

1698 г. Томас Сэвери (английский инженер) создал машину, которая преобразовывала внутреннюю энергию в механическую (тепловой двигатель) , его использовали для откачки воды из угольных шахт.

1710 г. Томас Ньюкомен (английский инженер) предложил пароатмосферный двигатель , в котором пар внутри цилиндра толкал вверх поршень. Для возврата в нижнее положение его охлаждали, пар конденсировался, давление в цилиндре падало, и под действием атмосферного давления поршень опускался вниз. Затем цилиндр снова нагревали, чтобы заставить пар толкать поршень вверх. На всё это уходило много времени и, двигатель работал очень медленно и с низким КПД.

1766 г. Иван Иванович Ползунов. (русский изобретатель) разработал чертежи двухцилиндровой паровой машины. Для ее изготовления Ползунову пришлось сделать различные инструменты, токарный станок для обработки металла “на водяном ходу”. При этом Ползунову удалось изготовить все детали паровой машины всего за 13 месяцев. Некоторые детали весили до 2720 килограммов.

2. Теоретический материал (ученики работают с текстом по плану, каждый пункт сопровождается слайдом.).

А) Решение задачи 1 (слайд №2)

Б) Решение задачи 2 слайд №3)

В) Решение задачи 3 (слайд №4)

Г) Двигатель внутреннего сгорания

Внутренней энергией обладают все тела – земля, кирпичи, облака и так далее. Однако чаще всего извлечь ее трудно, а порой и невозможно. Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя энергия лишь некоторых, образно говоря, "горючих" и "горячих" тел. К ним относятся: нефть, уголь, теплые источники вблизи вулканов и так далее. Рассмотрим один из примеров использования внутренней энергии таких тел. (слайд №5)

Д) Составные части двигателя внутреннего сгорания (слайд №6)

Е) Карбюраторный двигатель. (слайд №7)

карбюратор – устройство для смешивания бензина с воздухом в нужных пропорциях.

Ж) Основные части ДВС (слайд №8)

З) Работа этого двигателя состоит из нескольких повторяющихся друг за другом этапов, или, как говорят, тактов. Всего их четыре. Отсчет тактов начинается с момента, когда поршень находится в крайней верхней точке, и оба клапана закрыты. (слайд №9)

И) Первый такт называется впуск (рис. "а"). Впускной клапан открывается, и опускающийся поршень засасывает бензино-воздушную смесь внутрь камеры сгорания. После этого впускной клапан закрывается. (слайд №10)

К) Второй такт – сжатие (рис. "б"). Поршень, поднимаясь вверх, сжимает бензино-воздушную смесь. (слайд №11)

Л) Третий такт – рабочий ход поршня (рис. "в"). На конце свечи вспыхивает электрическая искра. Бензино-воздушная смесь почти мгновенно сгорает и в цилиндре возникает высокая температура. Это приводит к сильному возрастанию давления и горячий газ совершает полезную работу – толкает поршень вниз. (слайд №12)

М) Четвертый такт – выпуск (рис "г"). Выпускной клапан открывается, и поршень, двигаясь вверх, выталкивает газы из камеры сгорания в выхлопную трубу. Затем клапан закрывается. (слайд №13)

Н) ФИЗМИНУТКА. (слайд №14)

О) Дизельный двигатель. (слайд №15)

В 1892 г. немецкий инженер

Р. Дизель получил патент (документ, подтверждающий изобретение) на двигатель, впоследствии названный его фамилией.

П) Принцип работы: (слайд №16)

В цилиндры двигателя Дизеля попадает только воздух. Поршень, сжимая этот воздух, совершает над ним работу и внутренняя энергия воздуха возрастает настолько, что впрыскиваемое туда топливо сразу же самовоспламеняется. Образующиеся при этом газы выталкивают поршень обратно, осуществляя рабочий ход.

Р) Такты работы: (слайд №17)

• всасывание воздуха;
• сжатие воздуха;
• впрыск и сгорание топлива – рабочий ход поршня;
• выпуск отработавших газов.

Существенное отличие: запальная свеча становится ненужной, и ее место занимает форсунка – устройство для впрыскивания топлива; обычно это низкокачественные сорта бензина.

С) Некоторые сведения о двигателях. (слайд №18)

Повторение.

Т) Назови основные части ДВС. (слайд №20)

У) 1. Назовите основные такты работы ДВС. (слайд №21)

2. В каких тактах клапаны закрыты?

3. В каких тактах открыт клапан 1?

4. В каких тактах открыт клапан 2?

5. Отличие ДВС от дизеля?

Ф) (слайд №22)

Мертвые точки – крайние положения поршня в цилиндре

Ход поршня – расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой

Четырехтактный двигатель – один рабочий цикл происходит за четыре хода поршня (4 такта).

Х) Заполнить таблицу (слайд №23)

Ц) Кроссворды (слайд №24 ,25)

Ч) Паровая турбина (слайд №26)

Щ) Материалы (слайд 35).

II. Итог урока.