Урок физики по теме "Тепловые двигатели"

Разделы: Физика


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.