Конспект урока-конференции по физике 'Тепловые двигатели'

Урок- конференция «Тепловые двигатели»

Для проведения урока проводится предварительная подготовка. Учащиеся заранее поделены на группы по интересам: историки, теоретики, экспериментаторы, экологи. Каждая группа находит материал для выступлений на конференции, готовит слайды для презентации

Цели и задачи урока:

 Сформировать знание учащихся о работе пара и газа на примере изучения двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

 Ознакомить учащихся с устройством и принципом работы такого двигателя.

 Развивать умение работать с текстами учебника, находить ответы на предложенные вопросы, сравнивать и сопоставлять изучаемые процессы (такты в работе двигателя).

 Раскрыть взаимосвязь развития природы, техники и общества.

 Воспитывать аккуратность, организованность, любознательность учащихся к творчеству классиков науки и технике, как средство самореализации личности, любовь к природе (уделяя вопросам охране окружающей среды).

• выяснить, в чем заключается негативное влияние тепловых двигателей на окружающую среду

• как минимизировать это влияние

• развитие экологического мышления

Ход урока

Выступления экспериментаторов (демонстрация опыта)

При нагревании воды в закрытой пробкой пробирке увеличивается количество пара, находящегося под пробкой, и повышается его давление на пробку. Наконец, давление пара выталкивает пробку, при этом пар совершает работу. Часть первоначальной энергии пара пошло на совершение работы по выталкиванию пробки. Внутренняя энергия пара превратилась в механическую энергию.

Вопросы к классу (двое учащихся из группы экспериментаторов по очереди задают вопросы)

Изменяется ли внутренняя энергия воды при нагревании?

Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела?

Каким способом изменяется внутренняя энергия воды в пробирке?

Какое превращение происходит с энергией топлива?

Изменяется ли количество пара в пробирке при нагревании в ней воды?

Как изменяется внутренняя энергия пара в пробирке?

Какое превращение энергии происходит при вылетании пробки из пробирки?

Выступления историков

Давайте проследим путь развития тепловых машин.

1) ДАВНЫМ - ДАВНО ...

Две с лишним тысячи лет тому назад, в 3 веке до нашей эры, великий греческий математик и механик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара. Рисунки пушки Архимеда были найдены позднее в рукописях Леонардо да Винчи.
При стрельбе один конец ствола сильно нагревали на огне. Затем в нагретую часть ствола наливали воду. Вода мгновенно испарялась, и пар, расширяясь с силой и грохотом выбрасывал ядро.
Ствол пушки представлял собой, как бы цилиндр, по которому, как поршень, скользило ядро.

3) Считается, что идея использования силы пара для превращения ее в энергию движения принадлежит Герону Александрийскому, жившему в 1 веке нашей эры и создавшему эолипил - "шар Эола".

Это был металлический шар, вращающийся под давлением пара. К сожалению движущая сила нагретого воздуха и водяного пара использовалась здесь только лишь для демонстрации забавной игрушки. Герон часто использовал энергию пара в своих изобретениях: для реализации раздвижных автоматических дверей в храмах, двигающих руками статуй богов и так далее. Он оставил много чертежей, по которым можно собрать реально действующие механизмы. Его изобретения, опередившие свое время, смогли по достоинству оценить лишь в средневековье.

Выступления теоретиков

1)В наше время работа пара используется в работе ДВС (рассказ ученика об устройстве и принципе действия ДВС)

2) Рассказ ученика об устройстве и принципе действия дизельного двигателя

3) Рассказ ученика о КПД теплового двигателя

Выступления экологов

А как прекрасно все начиналось. Джеймс Уатт, в конце XVIII века построив первую паровую машину, хотел всего лишь "…увеличить власть человека над природой".

Численность населения на Земле очень быстро увеличивается.
Около 200 тыс. лет назад - 1 млн. человек
сейчас - более 6 млрд. человек
только в городах - 4 млрд. человек

Резко возрастает потребление топлива и энергии (выработка энергии за последние 100 лет на душу населения увеличилась в 20 раз).

Как следствие возникают экологические проблемы. Какие?

В последние годы в нашей республике отмечен рост заболеваемости хроническими болезнями органов дыхания: хроническим бронхитом, бронхиальной астмой и аллергическим ринитом. Ученые-экологи и врачи связывают это с резким увеличением численности автотранспорта.

Автомобиль - главный источник загрязнения природной среды.
Автомобиль находится в непосредственной близости к людям, а это усиливает его отрицательное воздействие.
Современный автомобиль на 10 - 15-километровый пробег (в течении 10 - 15 минут) использует 2500 л кислорода - больше объема воздуха, необходимого человеку в течение суток. Вклад автомобилей в загрязнение окружающей среды составляет около 70%.
Загазованность и запыленность от автомагистралей проявляется на расстоянии до 400 метров от трассы, в безветренную погоду, и 1 - 2 км в подветренную сторону при ветре!

Безусловно, возникающие экологические проблемы напрямую касаются не только жителей прилегающих к трассам домов, но и самих автомобилистов и их пассажиров. Сколько автомобилисты проводят времени за рулем в день? Эта цифра может достигать от нескольких десятков минут до часов. И столько же времени человек подвергает себя вредному воздействию непосредственно от источников экологического риска. Люди в салоне автомобиля подвергаются повышенному воздействию токсичных веществ, попадающих через систему вентиляции автомобиля, что приводит к снижению иммунитета, аллергии, бронхиальной астме и даже онкологическим заболеваниям. Кроме того в некоторых случаях существует опасность и от веществ, выделяющихся в воздух салона из обивки, попадающих через протечки системы подачи топлива, охлаждения, торможения, а также иногда и от радиации.

Учитель. Давайте вспомним, о каких экологических проблемах нашей планеты мы слышали или говорили на других уроках?

-вывод из оборота земель с/х назначения
- повышение температуры атмосферы Земли
- гибель озонового слоя
- ухудшение прозрачности атмосферы
- разливы нефти в воды мирового океана
- выбросы канцерогенов

- загрязнение атмосферы
- шумовые загрязнения
- проблемы утилизации отработанных автомобилей
- загрязнение почвы
- повышение температуры атмосферы

Таким образом, если мы не равнодушны к своему здоровью, здоровью своих близких, здоровью природы планеты Земля, на которой мы проживаем, просто жизненно необходимо выяснить, в чем заключается негативное влияние тепловых двигателей на окружающую среду и как минимизировать это влияние

В заключение урока хочется сказать, что если на земле будут жить знающие, понимающие и думающие люди, то все проблемы, в том числе и экологические проблемы, связанные с негативным влиянием тепловых двигателей на окружающую среду будут решены.

Предлагаю каждому подготовить в тетради следующую таблицу. Таблица состоит из трех частей. А после этого поработать в группах над заполнением ее первой части. Записи на доске позволят сэкономить время урока при заполнении таблицы.

Далее заслушиваются варианты ответов, и наиболее интересные мысли прошу занести в первую часть таблицы.

Заполнить вторую и третью часть таблицы - влияние на экологию транспорта и электростанций, желательно привлечь на помощь родителей

В заключение учитель просит учащихся на листочке ответить на вопрос:

«Что может сделать каждый из вас, чтобы спасти Землю от экологической катастрофы?»

Задание на дом