Урок по физике в 10-м классе "Тепловые двигатели"

Разделы: Физика

Цель урока:
  • формировать понятия: тепловой двигатель, КПД теплового двигателя, КПД идеальной тепловой машины;
  • развивать умение решать задачи;
  • воспитывать бережное отношение к природе
    •

    Тип урока: изучение нового материала.

    Оборудование: ноутбук, мультимедийный проектор, презентация (Приложение 1), модель ДВС, таблица.

    Ожидаемый результат: усвоение понятия тепловой двигатель; принцип действия теплового двигателя; разновидность тепловых машин; практическое применение их.

    Ход урока

    1. Организационный момент

    2. Актуализация знаний

    В одно мгновенье видеть вечность,
    Огромный мир - в зерне песка,
    В единой горсти - бесконечность,
    И небо - в чашечке цветка!
    И.А.Бунин

    • Фронтальный опрос

    -Как определить изменение внутренней энергии согласно первого закона термодинамики.

    -На что расходуется количество теплоты, переданное системе.

    -Дайте формулировку первого закона термодинамики.

  • Заселите формулами остров «Термодинамика».

    • Опишите характер теплообмена газа в каждом процессе, составляющем замкнутый цикл

    Решите задачи (по вариантам):

    1. При изотермическом сжатии газ передал окружающим телам теплоту 800 Дж. Какую работу совершил газ? Какую работу совершили внешние силы?
    2. При адиабатном процессе газом была совершена работа 150 Дж. Как и насколько изменилась его внутренняя энергия?

    3. Изучение нового материала.

    Развитие техники зависит от умения использовать громадные запасы внутренней энергии. Использовать эту энергию- это значит совершать за счет ее полезную работу. Рассмотрим источники, которые совершают работу за счет внутренней энергии. Учащиеся самостоятельно формулируют тему и определят основные задачи урока.

    Учащиеся записывают в тетради тему урока «Тепловые двигатели»

    Тепловой двигатель – устройство, превращающее внутреннею энергию топлива в механическую. Рассмотрим устройство и принцип работы теплового двигателя. Работа любого теплового двигателя циклична.

    Каждый цикл состоит из разных процессов:

    - получение энергии от нагревателя;
    - рабочего хода;
    - передача неиспользуемой части энергии холодильнику.

    Наличие нагревателя, рабочего тела, холодильника – принципиально

    необходимое условие для непрерывной циклической работы любого теплового двигателя.

    КПД замкнутого цикла

        

    Q1 – количество теплоты полученное от нагревания Q1>Q2

    Q2 - количество теплоты отданное холодильнику Q 2<Q 1

    A’ = Q 1- |Q 2| - работа совершаемая двигателем за цикл η < 1

    Цикл C. Карно

    T1 – температура нагревания

    Т2 – температура холодильника

    4. Закрепление материала

    1. Какие машины называются тепловыми?
    2. Назовите основные элементы теплового двигателя и их назначение.
    3. Что называют кпд теплового двигателя?
    4. Назовите какие виды тепловых машин вам известны?

    Учащиеся решают задачи.

    1 уровень. Чему равен КПД идеального теплового двигателя, если температура нагревателя 4550 С, а температура холодильника 2730 С?

    2 уровень. Тепловой двигатель совершает работу за цикл 100 Дж. Какое количество теплоты получено при этом от нагревателя, если КПД двигателя 20%?

    3 уровень. Двигатель получает от нагревателя каждую секунду 7200 Дж теплоты и отдает в холодильник 6400 Дж. Определите КПД.

    На рабочем столе компьютера учащиеся открывают папку «Проверь себя»и о листок самоконтроля с тестовым заданием.

    1 Какие устройства относятся к тепловым двигателям:

    а) превращающие тепловую энергию в механическую;
    б) электрическую энергию в тепловую;
    в) внутреннюю энергию в тепловую)

    2. Какой элемент теплового двигателя совершает работу:

    а) холодильник;
    б) газ или пар;
    в) нагреватель;

    3. Какие условия необходимы для циклического получения механической работы в тепловом двигателе:

    а) наличие нагревателя и холодильника;
    б) наличие рабочего тела и холодильника;
    в) наличие нагревателя и рабочего тела

    4. КПД теплового двигателя всегда :

    а) больше1;
    б) равен 1;
    в) меньше 1.

    5. При каком замкнутом процессе тепловой двигатель имеет максимальный КПД:

    а) состоящий из двух изотерм и двух изобар:
    б) состоящий из двух изохор и двух изобар:
    в) состоящий из двух изотерм и двух адиабат.

    5. Подведение итогов урока. Выставление оценок учащимся.

    Домашнее задание. ξ 58, стр. 282-283 I уровень: задача 2, 3. II, III уровень: задача 4, 5