Работа газа и пара при расширении. Тепловые двигатели

Разделы: Физика, Конкурс «Презентация к уроку»

Презентация к уроку

Загрузить презентацию (7 МБ)

Цель урока: изучить работу газа и пара при расширении; дать понятие о тепловых двигателях

Задачи урока:

Образовательные:

  • рассмотреть работу газа и пара при расширении на опыте;
  • выработать умения воспринимать и излагать новый материал;
  • формировать умения объяснять физические явления;
  • показать практическую значимость изученного материала.

Развивающие:

  • развивать умения выделять главное, анализировать, делать выводы;
  • развивать внимание, память, творческие способности учащихся;
  • развивать познавательную, информационно-коммуникативную компетенции.

Воспитательные:

  • формировать интерес учащихся к изучению физики;
  • умение работать в группе.

 

Тип урока: комбинированный.

Метод: проблемный, исследовательский, репродуктивный.

Оборудование: мультимедийный проектор, презентация урока, презентации учащихся, диск Microsoft Office в школе. Приборы для проведения демонстрации.

План урока.

  1. Организационный момент. Объявление темы урока, порядка работы на уроке. – 1мин.
  2. Проверка домашнего задания: выполнение и взаимопроверка теста. – 6мин.
  3. Решение качественных задач. – 5 мин.
  4. Читаем графики. – 3 мин.
  5. Объяснение нового материала. Демонстрация опыта работа пара при расширении. – 10мин.
    Работа с учебником. – 4мин.
  6. Презентации учащихся - 11мин.
  7. Закрепление изученного материала. Ответы на вопросы - 3мин.
  8. Подведение итогов. Домашнее задание. – 2мин.

Ход урока

Слайд №1

I. Организационный момент.

Объявление темы урока, порядка работы на уроке.

Слайд №2

II. Учащиеся выполняют тест.

(Затем проводится взаимопроверка и проверка теста)

Тест

Вариант -1

1.Как называют энергию, которую тело получает или отдает в процессе теплопередачи?

а) удельной теплоемкостью б) количеством теплоты в) нагреванием г) температурой

2. Чему равно количество теплоты необходимого для нагревания тела?

а) Q = mL б) Q = mq в) Q = mc(t2 - t1) г) Q= - mL

3. Как называют процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое?

а) испарение б) отвердевание в) плавление г) кипение

4. Какой буквой обозначается удельная теплота парообразования?

а) L б) q в) c г) t

5. От чего зависит скорость испарения?

а) от температуры и ветра б) рода вещества в) площади поверхности г) от а), б), в).

Вариант – 2

1. Как называют переход вещества из жидкого состояния в газообразное?

а) конденсация б) кристаллизация в) сублимация г) парообразование

2. Какой буквой обозначается удельная теплоемкость?

а) c б) L в) q г) l

3. Чему равно количество теплоты необходимого для плавления вещества?

а) Q = mq б) Q = mL в) Q = mc(t2 - t1) г) Q= ml

4. От чего зависит температура кипения данной жидкости?

а) от времени нагревания б) от атмосферного давления в) от массы жидкости г) нет правильного ответа

5. В каких единицах измеряется удельная теплота сгорания?

а) Дж б) Дж/кг в) °C г) Дж/°C

Слайд №3 -10

III. Решение качественных задач.

  1. Почему в сильные морозы деревья трещат?
  2. Почему у многих растений пустыни вместо листьев колючки?
  3. Почему в сильную жару собака высовывает язык?
  4. Чем объяснить, что при наступлении засухи, листья у многих растений скручиваются?
  5. Почему огурец всегда на 1-2°C холоднее окружающей среды?
  6. Почему в холодную погоду многие животные спят, свернувшись клубком?
  7. Сырые дрова горят хуже, чем сухие. Почему?

Слайд №11

IV. Читаем графики.

pic 5 

  1. Какой участок соответствует процессу кипения вещества?
  2. В какой момент времени начался процесс парообразования вещества?
  3. Какой участок соответствует процессу конденсации пара?
  4. Чему равна температура кипения вещества?
  5. Сколько длилось: а) нагревание жидкости; б) парообразование вещества; с) охлаждение пара?

Слайд №13

V. Объяснение нового материала.

На демонстрационном столе стоит тележка, на которой укреплена пробирка с водой закрытая пробкой.

Как вы думаете, что произойдет, если мы будем нагревать воду в пробирке закрытой пробкой?

Демонстрируется опыт. Почему пробка вылетает?

Пар при нагревании расширяется и совершает работу.

Какие превращения энергии происходят в данном случае?

Слайд №14 (видео)

Слайд №15

Устройства, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию, называются тепловыми двигателями.

Слайд №16

Историческая справка.

http://dvpt.narod.ru/ru/history/index01/fig01.gif

Первый в мире паровой двигатель изобрел Герон Александрийский, который жил в 1 веке н.э.

В сочинениях Герона есть описание интересного прибора, который сейчас называют Героновым шаром или эолипилом (в переводе с греческого: "шар бога ветров Эола").

Эолипил представлял собой наглухо запаянный котел с двумя трубками на крышке. На трубках устанавливался вращающийся полый шар, на поверхности которого были установлены два Г-образных патрубка-сопла. В котел через отверстие заливалась вода, отверстие закрывалось пробкой, и котел устанавливался над огнем. Вода вскипала, образовывался пар, который по трубкам поступал в шар и в Г-образные патрубки. При достаточном давлении струи пара, вырываясь из сопел, быстро вращали шар. Построенный современными учеными по чертежам Герона эолипил развивал до 3500 оборотов в минуту! К сожалению эолипил не получил должного признания и не был востребован ни в эпоху античности ни позже, хотя и производил огромное впечатление на всех, кто его видел. К этому изобретению относились лишь, как к забавной игрушке. Фактически эолипил Герона является прототипом паровых турбин, появившихся лишь спустя два тысячелетия! Более того, эолипил можно считать одним из первых реактивных двигателей.

Слайд №17 (видео)

Работа с учебником. Ребята получают задание в тексте параграфа найти, какие виды тепловых двигателей существуют.

  • Паровая машина
  • Двигатель внутреннего сгорания
  • Паровая и газовая турбины
  • Реактивный двигатель

Слайд №18 - 19

Первый универсальный тепловой двигатель (паровую машину) создал в 1774 году выдающийся английский изобретатель Джеймс Уатт. Первая паровая турбина, которая использовалась на практике, была изготовлена Г. Лавалем в 1889г. Турбина Лаваля делала около тридцати тысяч оборотов в минуту

Можно ли тележку с пробиркой наполненной водой и закрытой пробкой, находящуюся на демонстрационном столе, считать тепловым двигателем? Тепловой двигатель должен работать непрерывно. Для этого нужно, чтобы акты расширения пара многократно повторялись. Повторяемость актов расширения означает периодический возврат системы в исходное состояние.

Кто заметил, что произошло с тележкой? При вылете пробки тележка двигается в противоположную сторону. Это пример реактивного движения, которое мы будем изучать. Подумайте, и предложите способы, как можно увеличить время движения тележки. Ваши предложения? Рассматриваются предложения учеников. Можно дать задание на дом.

VI. Презентации учащихся.

  1. Создание первого теплового двигателя.
  2. Изобретение двигателя внутреннего сгорания.
  3. История изобретения паровой турбины.

Слайд №20

VII. Закрепление

  1. Какие устройства называют тепловыми двигателями?
  2. Какие виды тепловых двигателей вы знаете?
  3. Какие превращения энергии происходят в тепловых двигателях?
  4. Кто изобрел первый тепловой двигатель?
  5. Какое значение имеют тепловые двигатели?
  6. Когда был изобретен первый тепловой двигатель?

Слайд №21

Домашнее задание.

x 21. упр. 10 №5

Темы сообщений и презентаций:

  1. Влияние работы тепловых двигателей на окружающую среду.
  2. Использование энергии Солнца на Земле.
  3. Достижение науки и техники в создании ДВС.