Цели:
- Рассмотреть понятие тепловых двигателей
- КПД двигателя
- Познакомиться с устройством 4-тактного двигателя, дизельного двигателя
- Применение тепловых двигателей
- Экологические проблемы использования тепловых двигателей
Межпредметные связи: история (автомобилестроение), экология (загрязнение окружающей среды), техника (устройство и применение тепловых двигателей), математика (решение задач).
Оборудование: презентация, Физика 7-11 класс (Репетитор) 1 диск, модель ДВС, таблицы «Устройство ТЭЦ» и «Устройство АЭС», план-конспекты урока.
ХОД УРОКА
1. Оргмомент
Психологический настрой класса.
2. Опрос домашнего задания
№1.Сформулируйте 1 закон термодинамики, найдите внутреннюю энергию тела, совершившего работу 8 МДж, с выделением тепла в 3МДж.
№2.Сформулируйте 2 закон термодинамики, приведите примеры из жизни подтверждающие действие этого закона.
№3.Сформулируйте 3 закон термодинамики, переведите 15 градусов Цельсия в известные вам шкалы.
3. Опыт
№ 1: Налить в пробирку немного воды, закрыть резиновой пробкой. Подогреть на зажженной спиртовке, до тех пор, пока пробка не вылетит.
Учащиеся делают вывод об увиденном, принципе работы.
4. Новый материал
Учитель: Тема нашего урока-конференции «Тепловые двигатели». (Приложение 1. Слайд №1): Эпиграфом можно взять слова французского инженера Никола Сади Карно (Приложение 1. Слайд №2): В конце урока вы должны будете обосновать, почему именно эти слова были выбраны эпиграфом нашего урока. На столах у вас лежит план нашего урока, посмотрите на него и сформулируйте цели конференции
Учащиеся: (Приложение 1. Слайд №3):
– Рассмотреть понятие тепловых двигателей
– КПД двигателя
– Познакомиться с устройством 4-хтактного
двигателя, дизельного двигателя
– Применение тепловых двигателей
– Экологические проблемы использования
тепловых двигателей
Учитель: Верно.
5. Опыт
Учитель: Вращение спирали на проволоке над нагретой лампой. Что наблюдаете?
Учащиеся отвечают.
Учитель (Приложение 1.
Слайд № 4): Тепловым двигателем называется
устройство, совершающее механическую работу, за
счёт использования внутренней энергии топлива.
Первый универсальный тепловой двигатель
(паровую машину) создал в 1774 г. выдающийся
английский изобретатель Джеймс Уатт. После этого
события началось активное внедрение паровых
машин в жизнь, но четкого объяснения принципа их
действия не существовало. Создать такую теорию
удалось 28-летнему французскому ученому и
военному Никола Сади Карно в 1824 г., т.е. спустя 50
лет.
Итак, в чем же заключалась его теория?
Любой тепловой двигатель должен состоять из трех
составляющих: нагревателя, рабочего тела,
холодильника. (Приложение 1.
Слайд № 5):
- Нагреватель – устройство, отдающее энергию на совершение работы (газ, пар, топливо).
- Рабочее тело – устройство, непосредственно осуществляющее механическую работу.
- Холодильник – устройство, поглощающее энергию рабочего тела (атмосфера, конденсаторы).
Таким образом, схема теплового двигателя выглядит следующим образом (Приложение 1. Слайд № 6):
Так как одной из составляющих теплового двигателя является холодильник, то нельзя избежать потерь энергии. Тогда необходима физическая величина, показывающая эффективность работы двигателя эту величину назвали КПД.
6. Видео Физика 7-11 класс (Репетитор) 1 диск
7. Обобщение
Учитель: Давайте подытожим услышанное в фрагменте (Приложение 1. Слайд №7):
- Почему КПД не может равняться 1?
- Из какого принципа это следует?
- Как найти КПД? В каких величинах измеряется?
Только ли двигатели отличаются КПД? Может, есть и другие отличия?
Учащиеся отвечают.
Учитель: Правильно двигатели отличаются устройством. Узнаем об их устройстве из докладов учащихся.
8. Доклады учащихся
«4-хтактный двигатель» (Приложение 1. Слайд № 8), «Дизельный двигатель» (Приложение 1. Слайд № 9).
Учитель: Вернемся к эпиграфу нашего
урока (Слайд №2) «Отнять в настоящее время
паровые машины означало бы отнять все источники
богатства…». Давайте узнаем почему? Где же
встречаются тепловые двигатели?
«Автомобилестроение» (Приложение
1. Слайд № 10), «Тракторы» (Приложение
1. Слайд № 11), «Ж/Д транспорт» (Приложение
1. Слайд № 12), «Судостроение» (Приложение
1. Слайд № 13).
Учитель: Где ещё можно встретить принцип устройства тепловых двигателей?
«ТЭЦ и АЭС» (Приложение 1. Слайды №14-15)
9. Дискуссия
Учитель: Мы поняли, что принцип устройства тепловых двигателей широко применяется в различных отраслях. Но так ли всё гладко с их использованием? Не нарушают ли они экологию?
Учащиеся отвечают.
Учитель: В чем это выражено, назовите экологические проблемы, связанные с использованием тепловых двигателей.
Учащиеся отвечают.
Учитель: А существуют альтернативы использования тепловых двигателей?
Учащиеся отвечают.
10. Итог и домашнее задание
– Действительно ли отняв в настоящее время
паровые машины, означало бы отнять все источники
богатства? Почему вы так считаете?
– §31, конспект, задача №123 на расчет КПД.