Обширный конспект урока 'Поурочный план по физике 8 класса 'Тепловые двигатели

17.11.2014 8 класс

Тема: Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей. Пути совершенствования тепловых двигателей. Холодильник.

Цели: образовательная: познакомить учащихся с КПД тепловых двигателей, с принципом работы тепловых машин.

развивающая: способствовать развитию внимания, памяти, наблюдательности.

воспитательная: интерес к физическим явлениям, усидчивость, прививать любовь к предмету.

Метод: словесный, практический.

Тип: урок изучение и закрепления новых знаний, умений и навыков.

Вид: комбинированный.

Оборудование: модель двигателя внутреннего сгорания в разрезе.

План урока.

1. Орг. момент.

2. Опрос домашнего задания.

3. Объяснение нового материала.

4. Закрепление.

5. Подведение итогов. Дом. Задание.

Ход урока.

1. Оргмомент.Приветствие. Проверка посещаемости, готовности урока к классу. Сообщение темы и цели урока.

2. Опрос домашнего задания. Проверить знания учащихся по пройденной теме, уровень понимания второго закона термодинамики, его физический смысл. Выслушать доклады по теме: Паровые и газовые турбины. Реактивные двигатели.

Вопросы для опроса.

1. Рассказать о необратимости тепловых процессов.

2. Сформулировать второй закон термодинамики. Его физический смысл.

3. Объяснение нового материала.

Тепловыми машинами называют устройства, с помощью которых часть внутренней энергии системы можно превратить в механическую энергию и за счет нее совершить работу.

В тепловых двигателях можно выделить три основные части: нагреватель, рабочее тело, холодильник. Q₁- количество теплоты, поступившие от нагревателя. Q₂- количество теплоты, которое не превратилось в механическую энергию. А - работа, которую совершил двигатель. Q₁= А+Q₂.

Рассказать о четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, применяя модель.

Как видно из принципа действия всех тепловых двигателей, рабочее тело, получая некоторое количество теплоты от нагревателя Q₁, часть которого количества теплоты отдает холодильнику Q₂. Поэтому на совершение механической работы газом или паром при их расширении идет лишь оставшаяся внутренняя энергия, т.е. A=Q₁-Q₂.

Для характеристики эффективности тепловой машины по превращению внутренней энергии в механическую вводится коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины. КПД машины равен отношению совершенной работы к количеству теплоты, полученной от нагревателя: η==

Он означает, какую часть гот энергии, выделенной топливом, составляет полезная работа.

В термодинамики доказывается, что при идеальном процессе превращения внутренней энергии в механическую и при отсутствии тепловых потерь максимальный КПД машины был бы равен η=, где Т₁ - максимальная температура рабочего тела, Т₂ - минимальная температура холодильника или отработанных продуктов горения.

4. Закрепление.Упр.13 (1-3,6, устно), упр.13 (4, письменно у доски), решение данных задач покажет степень понимания учащимися пройденной темы.

5. Подведение итогов. Еще раз повторить основные понятия и определения их значение.

Д. з. §25,26. Упр.13 (5). Выставление оценок.

ТЕМА УРОКА: ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ

ЦЕЛИ УРОКА:

• Формирование понятий и представлений о тепловом двигатели, его видах, принципе действия двигателя внутреннего сгорания, КПД теплового двигателя.

• Развитие логического мышления, памяти, способности находить оптимальный путь выполнения поставленной задачи; умения правильно объяснять физические понятия и явления; совершенствование навыков работы с персональным компьютером.

• Экологическое воспитание.

ТИП УРОКА: закрепление изученного материала,контроль знаний.

МЕТОДЫ: словесные, наглядные, проблемно-поисковые.

ФОРМЫ РАБОТЫ: коллективная, индивидуальная.

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА:

1. Организационный момент.

2. Повторение материала.

Кроссворд.

1. Один из способов изменения внутренней энергии тела (теплопередача).

2. Источник энергии, используемый в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, в быту (топливо).

3. Кинетическая, потенциальная, внутренняя (энергия).

4. Дерево даешь - съедает, от воды - умирает (огонь).

5. От этой величины зависит скорость движения молекул (температура).

6. Единица измерения мощности (Ватт).

7. Процесс соединения молекул горючего с кислородом, при котором выделяется энергия (горение).

8. Единица измерения энергии (Джоуль).

9. Один из видов теплопередачи (излучение).

Тема и цели урока.

Тема сегодняшнего урока - «Тепловые двигатели»

Сегодня на уроке мы:

- выясним, какие машины являются тепловыми двигателями;

- рассмотрим преобразование энергии в них;

- рассмотрим основные виды двигателей и их применение;

- изучим влияние на окружающую среду тепловых двигателей;

- определим возможные пути выхода из сложившейся экологической ситуации.

Жизнь людей невозможна без использования различных видов энергии, источниками которой являются различные виды топлива, ветер, солнце, приливы и отливы. Существуют различные виды машин, которые реализуют в своей работе превращение одного вида энергии в другой. Мы рассмотрим один из типов машин - тепловой двигатель.

Определение.

Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.

Как же это происходит? Какие преобразования энергии здесь происходили? (энергия топлива переходит во внутреннюю энергию пара, а внутренняя энергия пара превращается в кинетическую энергию поршня).

Джеймс Уатт.

Такой двигатель был изобретен в конце XVIIв. Джеймсом Уаттом и усовершенствован в дальнейшем (сообщение учащегося).

Схема - классификация тепловых двигателей.

Существует несколько видов тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Во всех этих двигателях энергия топлива сначала переходит в энергию газа (или пара). Газ, расширяясь, совершает работу и при этом охлаждается. Часть его внутренней энергии превращается в механическую энергию.

Структура двигателя и формула КПД.

Т.е. тепловой двигатель состоит из нагревателя (устройства, где сгорает топливо), рабочего тела и холодильника. Газ или пар, который является рабочим телом, получает от нагревателя некоторое количество теплоты (Q₁). Рабочее тело, нагреваясь, расширяется и совершает работу (А_п) за счет своей внутренней энергии. Часть энергии (Q₂) передается холодильнику вместе с отработанным паром или выхлопными газами.

Большая часть энергии топлива не используется полезно, а теряется в окружающем пространстве.

Как называется величина, показывающая, какая часть энергии, выделяемой топливом, тепловой двигатель превращает в полезную работу? (КПД)

Вспомните, как найти КПД простого механизма? (Найти отношение полезной работы к затраченной)

Чтобы найти коэффициентом полезного действия теплового двигателя нужно найти отношение совершенной полезной работы (А_п) двигателя, к энергии, полученной от нагревателя (Q₁).

То есть КПД показывает, какая часть энергии, выделяемой топливом, превращается в полезную работу. Чем больше эта часть энергии, тем двигатель экономичнее.

ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Сравните значения Q₁ и Q₂. (Q₁ > Q₂)

ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: На сколько Q₁ > Q₂? (на значение А_п)

ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Как можно найти полезную работу? (Q₁ - Q₂)

Значит, А_п = Q₁ - Q₂ и

Сравните значения Q₁ - Q₂ и Q₁. (Q₁ - Q₂ < Q₁)

Что можно сказать о значении дроби (меньше 1)

Значит, КПД всегда меньше 1, а если его выразить в процентах, то меньше 100%.

Задача: Чему равен КПД теплового двигателя, если в полезную работу превращается четверть энергии топлива? (25%) Первые паровые машины имели КПД=0,3%. В последствии Дж. Уатт, усовершенствовав паровую машину, добился повышения КПД до 2,8%.

Устройство двигателя внутреннего сгорания.

На рисунке показан простейший двигатель внутреннего сгорания в разрезе.

Двигатель состоит из цилиндра 1, в котором перемещается поршень 2, соединенный при помощи шатуна 3 с коленчатым валом 4, на котором находится маховик 5.

В верхней части цилиндра имеется два клапана 6 и 7, которые при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты. Через клапан 6 в цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи 8, а через клапан 7 выпускаются отработавшие газы.

На каком топливе работают двигатели внутреннего сгорания? (бензине, керосине, нефти или на горючем газе)

ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Из чего состоит горючая смесь, поступающая в цилиндр? (из паров бензина и воздуха)

«Мертвые точки»

Первый такт - ВПУСК.

Второй такт - СЖАТИЕ.

Третий такт - РАБОЧИЙ ХОД.

четвертый такт - ВЫПУСК.

Анимационная модель полного цикла работы двигателя.

Итак, цикл двигателя состоит из следующих четырех процессов (тактов): впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска. Поэтому такие двигатели называют четырехтактными.

Анимационная модель работы четырёхцилиндрового двигателя.

В автомобилях используют чаще всего четырехцилиндровые двигатели внутреннего сгорания. Работа цилиндров согласуется так, что в каждом из них поочередно происходит рабочий ход и коленчатый нал все время получает энергию от одного из поршней.

Имеются и восьмицилиндровые двигатели. Многоцилиндровые двигатели в лучшей степени обеспечивают равномерность вращения вала и имеют большую мощность.

Применение тепловых двигателей.Применение тепловых двигателей чрезвычайно разнообразно. Двигатели внутреннего сгорания приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы, их устанавливают на речных и морских судах.Паровые и газовые турбины нашли широкое применение на тепловых электростанциях, в качестве судовых двигателей, газовые турбины широко применяются в авиационных двигателях. Реактивные двигатели применяются в авиации, ракетостроении.

Экологические проблемы.С развитием энергетики, автомобильного и других видов транспорта всё более сложной проблемой становится охрана окружающей среды от вредного влияния продуктов сгорания. Это связано с действием различных факторов:

- при сжигании топлива используется кислород из атмосферного воздуха;

- сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа;

- при работе двигатели выбрасывают в атмосферу азотные и серные соединения, а так же свинец.

ПРИМЕР: Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 т кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов.

Как вы думаете, что нужно сделать для того, чтобы избежать экологических проблем? (посадка лесов и сокращение их вырубки; установка фильтров на двигатели; переход на экологически чистые виды топлива; создание электромобилей или автомобилей, работающих на солнечных батареях и т.д.)

ФИЗКУЛЬТМИНУТКА

3. Контроль знаний

ТЕСТ:

Вопрос №1

Горючая смесь, поступающая в цилиндр двигателя автомобиля, состоит из ...

1. различных видов жидкого топлива.

2. распылённого керосина с воздухом.

3. воздуха и паров бензина.

4. масла и бензина.

Вопрос №2

Каким номером обозначен поршень?

2

Вопрос №3

Каким номером обозначен цилиндр?

1

Вопрос №4

Каким номером обозначена свеча?

8

Вопрос №5

Каким номером обозначен маховик?

5

Вопрос №6

Что происходит с горючей смесью и газом, образовавшимися от сгорания этой смеси, при первом такте?

1. Горючая смесь сжимается.

2. Газ, образовавшийся при сгорании горючей смеси, удаляется из цилиндра.

3. Сгорание горючей смеси и расширение газов, получившихся при сгорании.

4. Горючая смесь всасывается в цилиндр.

Вопрос №7

Что происходит с горючей смесью и газом, образовавшимися от сгорания этой смеси, при втором такте?

1. Горючая смесь сжимается.

2. Газ, образовавшийся при сгорании горючей смеси, удаляется из цилиндра.

3. Сгорание горючей смеси и расширение газов, получившихся при сгорании.

4. Горючая смесь всасывается в цилиндр.

Вопрос №8

На каком рисунке изображён рабочий ход?

Вопрос №9

На каком рисунке изображён выпуск?

4. Подведение итогов.

Домашнее задание: §25,26

Открытый повторительно-обобщающий урок по физике в 8 а классе

по теме « Двигатель внутреннего сгорания».

Учитель: Чернышова Лидия Владимировна.

2 декабря 2008 года.

Цели урока:

Повторить принцип действия и назначение тепловых машин на примере двигателя внутреннего сгорания. Рассмотреть историю развития тепловой машины, экологические проблемы и перспективы развития. Формировать умение делать выводы. Развивать любознательность, интерес к предмету.

Основные шаги по подготовке урока:

Выбор темы урока. Разработка этапов урока. Подготовка оборудования и заданий. Работа с докладчиками. Постановка сценки. Подготовка презентации и фильма.

План урока:

Мотивационный этап. Сценка, выход на тему урока. Повторение раннее изученного материала. Включение нового в систему знаний. Доклады учащихся. Закрепление знаний. Самостоятельная работа с последующей самопроверкой. Подведение итогов. Выставление оценок.

Оснащение урока: модель цилиндра двигателя внутреннего сгорания, gрезентация, компьютер, мультимедийная установка, фильм о поисковой работе учащихся, карточки - задания для самостоятельной работы и листы ответов.

Ход урока:

Учитель: Здравствуйте! Сегодняшний урок повторительно-обобщающий. Начнем его со сценки.

Выходят две ученицы, у которых на груди прикреплены плакаты: «Потенциальная энергия» и «Кинетическая энергия». Они спорят, кто важнее. Чтобы примерить их, появляется третья девочка и говорит, что она ученица 8 класса и учит физику. Девочки берутся за руки и ученица объясняет, что потенциальная и кинетическая энергия - два вида механической энергии. Человек придумал тепловые двигатели, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию. Ученица: «Если вы хотите узнать об этом побольше, я приглашаю вас на наш урок».

Учитель: А теперь сами сформулируйте тему нашего урока.

Ученики называют тему урока: «Двигатель внутреннего сгорания».

Учитель: Цель урока: закрепить материал по данной теме ( На экран спроектирован слайд), развить любознательность и интерес к физике. Заранее группа ребят получили задание: изучить тему урока подробнее и написать доклады. Мы заслушаем их выступления. В конце урока - самостоятельная работа, поэтому внимательно слушайте, запоминайте!

Девизом урока я выбрала слова философа Фирдоуси:

Науку все глубже постигнуть стремись,

Познанием вечного жаждой томись.

Лишь первых познаний блеснет тебе свет,

Узнаешь: предела для знания нет.

Фирдоуси.

(На экран спроектирован слайд с девизом).

Учитель: Начнем с повторения. Из чего состоит модель цилиндра двигателя внутреннего сгорания? Рассмотрим схему работы.

Ученик отвечает у доски.( На экран спроектирован видеофрагмент из диска «Уроки физики» Кирилла и Мефодия 8 класс.

Учитель: Чем вы можете дополнить ответ?

Ученики: Крайние положения поршня в цилиндре называют мертвыми точками. Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называют ходом поршня. Ход поршня называют еще тактом. Поэтому двигатели называют четырехтактными. В автомобилях используются четырехцилиндровые двигатели внутреннего сгорания.

( На экран спроектирован слайд: Такты двигателя внутреннего сгорания: Впуск.

Сжатие.

Рабочий ход.

Выпуск.)

Учитель: А теперь предоставляю слово докладчикам. Они хорошо подготовились, нашли много интересного материала, который позволит расширить знания по данной теме.

Первый докладчик расскажет об изобретении теплового двигателя.

( На экран спроектирован слайд: «Изобретательство - это такое занятие, которое вопреки всем суровостям и жестокостям жизни спасает и наполняет душу».

И. Кулибин.)

Далее следует рассказ об английском изобретателе Джеймсе Уатте (На экране его портрет) и о его изобретении. Паровая машина Дж. Уатта благодаря экономичности получила широкое

Второй докладчик расскажет о тепловых двигателях. В докладе есть материал о развитии тепловых двигателей. Первый автомобиль появился в 1885 году, в 1900 году их было 6200, в 1972 году - более 250 млн., сейчас их около 900 млн.

(Рассказ сопровождается слайдами).

Учитель: А теперь предоставим слово тем, кто нашел примеры интересных фактов о двигателях внутреннего сгорания.

А знаете ли вы, что КПД в первых конструкциях паровой машины Уатта достигал всего 2,8%. А знаете ли вы, что во время такта рабочий ход при сгорании рабочей смеси давление газов составляет 5-7 МПа, а температура 1500-2200°С. А знаете ли вы, что в современных машинах коленчатый вал может совершать от 3000 до 8000 оборотов в минуту. А знаете ли вы, что кроме двигателя внутреннего сгорания, который работает по четырехтактной схеме, есть и двухтактные двигатели, но они не нашли широкого применения.

· А знаете ли вы, что генераторный газ - газ, полученный превращением твердого топлива в газообразное. В качестве твердого топлива используются: уголь, торф, древесина.

А знаете ли вы, что немецкий изобретатель Отто, построил в 1878 г. первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. КПД такого двигателя достигал 22%, что превосходило значения, полученные при использовании двигателей всех предшествующих типов.

Третий докладчик расскажет о КПД тепловых двигателей. КПД теплового двигателя 20-40%.

Это значит, что всего 20% энергии топлива идет на совершение полезной механической работы, а 80% - бесполезные потери энергии. Ученые работают над усовершенствованием двигателей внутреннего сгорания, совершенствуя конструкции, повышая их КПД и предлагая новые виды топлива.

(Рассказ сопровождается слайдами с таблицами).

Четвертый докладчик поднимает вопрос загрязнения двигателями окружающей среды. КПД двигателя внутреннего сгорания, как известно, всего 20%. Значит, 6,4 л. из 8 л. сгорели только для того, чтобы загрязнить атмосферу теплом и газами. Ученые ведут работу, направленную на снижение и ликвидацию последствий загрязнений воздуха. Это всевозможное газоочистное и пылеулавливающее оборудование. Использование тепловых двигателей дает человеку огромные возможности, но в то же время это один из главных факторов в разрушении природы.

(Рассказ сопровождается слайдами с таблицами).

Учитель: Подведем итог.

Ученики кратко пересказывают то новое, что узнали на уроке.

Учитель:Теперь самостоятельная работа.

Ученикам раздаются карточки с заданиями на 2 варианта и лист ответов.

Вариант 1

1. КПД тепловой машины равен 20%. Это означает, что от энергии, выделившейся при полном сгорании топлива,

1) 20% идет на совершение полезной работы;

2) 80% идет на совершение полезной работы;

3) 20% преобразуется во внутреннюю энергию пара;

4) 20% преобразуется во внутреннюю энергию деталей.

2. В двигателе внутреннего сгорания

1) механическая энергия полностью превращается во внутреннюю;

2) внутренняя энергия топлива полностью превращается в механическую;

3) механическая энергия частично превращается во внутреннюю;

4) внутренняя энергия топлива частично превращается в механическую энергию.

3. Какие двигатели из перечисленных ниже называют тепловыми?

A. Двигатель внутреннего сгорания. Б. Паровая турбина.

B. Реактивный двигатель.

1) Только А. 3) Только В.

2) Только Б. 4) А, Б и В

4. В двигателе внутреннего сгорания клапаны закрыты, газы, образовавшиеся при сгорании горючей смеси, давят на поршень и толкают его. Как называется этот такт?

1) Выпуск.

2) Рабочий ход.

3) Впуск.

4) Сжатие.

Вариант 2

1. КПД двигателя внутреннего сгорания равен 40%. Это означает, что от энергии, выделившейся при полном сгорании топлива,

1) 40% идет на совершение полезной работы;

2) 60% идет на совершение полезной работы;

3) 40% преобразуется во внутреннею энергию пара;

4) 40% преобразуется во внутреннюю энергию деталей.

2. В тепловой машине...

1) механическая энергия полностью превращается во внутреннюю энергию;

2) внутренняя энергия топлива полностью превращается в механическую энергию;

3) внутренняя энергия топлива частично превращается в механическую энергию;

4) механическая энергия частично превращается во внутреннюю энергию.

3. Расширяясь, газ может совершить работу и при этом охладиться. В каком из названных ниже двигателей используется это явление?

A. Реактивный двигатель. Б. Паровая машина.

B. Двигатель внутреннего сгорания.

1) Только в А.

2) Только в Б.

3) Только в В.

4) Во всех трех перечисленных двигателях.

4. В двигателе внутреннего сгорания клапаны закрыты, поршень движется, сжимая горючую смесь. Как называется этот такт?

1) Выпуск.

2) Рабочий ход.

3) Впуск.

4) Сжатие.

В то время, когда ученики выполняют задание, гостям предлагается посмотреть фильм о том, как ребята готовились к уроку.

В заключении самопроверка самостоятельной работы и выставление оценок.

Профессиональный конкурс работников образования

ВСЕРОССИЙСКИЙ ИНТЕРНЕТ - КОНКУРС

ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА

2012/2013 учебный год

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 5 г.Саратова»

Номинация конкурса: «Педагогические идеи и технологии: среднее образование»

Урок физики в 8 классе

«Тепловые двигатели»

Автор: Сергеева Елена Дмитриевна, учитель физики и математики

Место выполнения работы:

МОУ СОШ №5

г. Саратов, ул.Огородняя, д.196

Саратов, 2013Урок - пресс-конференция «Тепловые двигатели»

Физика, 8 класс

Задача урока: закрепление понятия теплового двигателя, видов двигателя, их применение.

Цели:

1. Обобщить и систематизировать изученное на прошлых уроках.

2. Формирование общеучебных навыков: самостоятельная работа с дополнительной литературой, наглядными пособиями, навыки работы с ИКТ.

3. Развитие мыслительной деятельности, умения обобщать, анализировать, систематизировать.

4. Формирование мировоззрения: показать, что источник возникновения тепловых двигателей - реальный мир, что возникли они из реальных потребностей людей.

Форма урока: ролевая игра - пресс-конференция.

Оборудование: наглядные пособия, модель двигателя внутреннего сгорания.

Предварительное задание:

Учащиеся разбиты на группы, каждая группа готовит материал в соответствии со своей ролью.

1. Группа экспертов

• Историки: история создания и развития тепловых двигателей;

• Инженеры-конструкторы: устройство и принцип работы ДВС и паровой турбины;

• Инженеры -механики: практическое применение и разновидности тепловых двигателей;

• Эколог: достоинства, уменьшение экологической опасности.

Роль учителя: правильно распределить учеников по группам- от этого зависит весь урок!, помочь ученикам подобрать материал.

2. Группа журналистов - представляют различные печатные издания (готовят название СМИ, визитки на стол): готовят вопросы на различные темы.

Роль учителя: определить основное направление задаваемых вопросов, отследить, чтобы вопросы касались тематики подготовленных докладов.

ГРУППЫ НЕ ЗНАЮТ НИ СОДЕРЖАНИЯ ВОПРОСОВ, НИ СОДЕРЖАНИЯ ДОКЛАДОВ!

Ход урока:

1. Организационный момент. Роль ведущего выполняет учитель.

- приветствие участников

- представление специалистов.

II. Пресс - конференция. (представлены приблизительные вопросы и ответы участников)

1 вопрос. Расскажите историю развития двигателей.

Ответ. Доклад ученого-историка.

2 вопрос. Нельзя ли подробнее осветить развитие тепловых двигателей.

Ответ. (используются наглядные пособия: плакаты, презентации) Краткая информация о Ползунове, Уайте, Ленуаре, Дизеле.

3 вопрос. Объясните принцип работы двигателя внутреннего сгорания. (модель ДВС, таблицы)

Ответ. (модель ДВС, таблицы)

По модели рассказывают устройство двигателя: цилиндр, поршень, соединенный с валом, два клапана, свеча.

По таблицам рассказывают работу двигателя:

1 такт - впуск. Поршень опускается вниз, при этом в камере создается разреженное пространство, в это время открывается первый клапан и в цилиндр поступает горючая смесь.

2 такт - сжатие. Клапан закрывается. Поршень поднимается вверх, сжимая горючую смесь. В конце такта горючая смесь воспламеняется от электрической искры и сгорает.

3 такт - рабочий ход. Образующиеся при сгорании газы расширяются и толкают при этом поршень. Поршень совершает работу.

4 такт - выпуск. Поршень по инерции поднимается вверх, открывается второй клапан, через который выходят отработанные газы.

В автомобилях используются 4-х цилиндровые двигатели внутреннего сгорания. Цилиндры отрегулированы так, что в них поочередно происходит рабочий ход и вал все время получает энергию от одного из поршней.

4 вопрос. Практическое применение, виды ДВС.

Ответ. (таблицы, презентации)

Суммарная мощность поршневых ДВС (без учета мотоциклов и лодок) в несколько раз превышает мощность всех электростанций страны. ДВС широко используются во всех отраслях народного хозяйства: устанавливаются на тракторах, комбайнах, автомобилях, автобусах, тепловозах, ими оснащены речные и морские суда.

Двигатели классифицируют:

1. по роду топлива (жидкое или газовое)

2. по способу заполнения цилиндра свежим зарядом (двух- и четырехтактные)

3. по схеме смесеобразования

Внешнее

Внутреннее

Карбюраторные двигатели

Дизельные двигатели

Воспламенение горючей смеси происходит от искры

Воспламенение горючей смеси происходит от сильного сжатия

Карбюраторные двигатели просты в обслуживании, но дизели имеют большую мощность и более дешевое топливо.

5 вопрос. Какие еще из тепловых двигателей также часто применимы, как и двигатели внутреннего сгорания?

Ответ. (схема)

Одноступенчатая турбина.

Устройство: вал, диск с прикрепленными лопатками, сопло, через которое поступает пар или газ.

Принцип работы: через сопло поступает горячий пар под большим давлением. Пар давит на лопатки, приводя тем самым диск во вращательное движение, а вместе с ним и вал. Для большей экономической целесообразности применяют многоступенчатые турбины.

6 вопрос. Применение турбинного двигателя, его виды?

Ответ. Турбины делятся:

1. под действием чего вращается диск- вода, пар или газ;

2. по количеству ступеней;

3. по подключению к механизму.

Поиски оптимального варианта привели к созданию комбинированных активных турбин со ступенями скорости. На ступенях происходит понижение температуры, поэтому лопатки ступеней можно делать из более дешевых материалов, что дает экономический выигрыш.

Одноступенчатые турбины очень не эффективны (не экономичны), так как пар уходит с очень большими скоростями.

Газовые турбины работают аналогично паровым; исключением является то, что газовой турбине вместо пара используются продукты сгорания газа. Внедрению газотурбинного двигателя мешало то, что долго не могли создать материалы, способные выдерживать действие газов, нагретых до 1000 °С.

Газотурбинный двигатель с одинаковым успехом может работать на газе и на бензине, дизельном топливе и керосине. Он малотоксичен.

В настоящее время газовые турбины установлены на многих типах самолетов. Их также применяют в металлургии и химии.

7 вопрос. Тепловые двигатели оказывают вредное воздействие на окружающую природу. Не лучше ли отказаться от их использования?

Ответ. (доклад ученика)

Кроме видимых недостатков тепловые двигатели имеют много достоинств: надежность, долговечность, простота обслуживания, возможность длительных перегрузок.

Применение тепловых двигателей

Тепловые станции

свет, тепло, энергия

Транспорт

Облегчение труда человека

Специалистами ведутся работы в области уменьшения вредного воздействия на окружающую среду, уменьшения токсичности, шума.

III. Заключение.

Подведение общего итога. Выставление оценок.

Домашнее задание: письменный отчет о пресс-конференции.

Муниципальное общеобразовательное учреждение «средняя общеобразовательная школа № 6» Новоалександровского района Ставропольского края

Конференция

на тему

«Тепловые двигатели и охрана окружающей среды»

10 класс

Учитель физики высшей

квалификационной категории

Калугина Людмила Борисовна

с. Раздольное 2012 г.

Тема: Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.

Цель урока: Сформулировать представление учащихся о тепловых двигателях;

раскрыть физический принцип их действия;

познакомить с нетрадиционными источниками энергии.

В целях политехнического и трудового воспитания дать представление об использовании двигателей в народном хозяйстве.

Выработать умения объяснять принцип действия любого теплового двигателя.

В целях повышения экологической культуры дать представление каждому учащемуся о вреде, наносимом тепловыми двигателями окружающей среде, человеку и животным и мерах по уменьшению или устранению этих загрязнений.

Оборудование: выставка книг, таблицы, чертежи и рисунки детей, медаль ДВС, эмблемы, костюмы.

Ход работы.

1. Основная часть

1. Нестандартное начало урока - стихотворение

2. Вступительное слово учителя

Дорогие друзья! Гости!

Мы начинаем конференцию, посвященную тепловым двигателям и охране окружающей среды. Наша задача сегодня на уроке выяснить принцип действия тепловых двигателей и их влияние на окружающую среду. Это глобальная задача современности. Сегодня один из самых тревожных слов - «экологическая катастрофа». Ежедневно мы слышим предостережения: «Образумьтесь, люди! Будущее Земли в опасности!» «На нас ответственность перед настоящим и будущим!» Но все они так и останутся лишь призывами, благими намерениями, если мы не осознаем главного: человечество стоит на пороге экологической катастрофы. Здесь нет преувеличений. Эта тревога так серьезна, что настоящей проблемой по охране окружающей среды занимаются интенсивно не только экологи, но и химики, физики, биологи, метеорологи. Задача сохранения Земли, пригодной для обитания человека и всех других организмов, не может быть решена без сотрудничества всех стран и всех народов Земли, а так же без повышения экологической культуры каждого человека.

• Разрешите мне представить членов ученого совета, профессоров технических наук:

Сальникова Анна, Василенко Инна.

• Инженеров-конструкторов КБ-1 «Современные тепловые двигатели»:

Абакумова Елена, Губарева Людмила, Федорова Екатерина, Криворучко Юлия, Чухиль Вадим.

• Инженеров-конструкторов КБ-2 «Двигатели будущего», работающие над созданием двигателей, использующих нетрадиционные виды энергии: Кучеренко Людмила, Мерзликина Марина, Масалова Наталья, Кучеренко Елена, Евглевская Виктория.

• В нашей конференции принимают также участие химик, биолог, медик, историк, правовед и эколог.

У.С.- Нашу конференцию считаем открытой!

У.С. - Слово предоставляется заведующему музеем «Тепловые двигатели» профессору исторических наук.

Доклад историка «История создания тепловых двигателей»

У.С. - Спасибо!

- Слово предоставляется ведущему специалисту отдела карбюраторных двигателей.

Доклад «ДВС (карбюраторные)»

У.С. - Спасибо! У кого есть замечания?

Биолог - Разрешите мне!

У.С. - Пожалуйста!

- Слово предоставляется биологу

Биолог - Уважаемый, специалист! Вы очень интересно и убедительно рассказали о пользе карбюраторных двигателей, но мне как биологу, позвольте вам возразить.

Доклад «Влияние тепловых двигателей на окружающую природу»

- Что на это можешь мне сказать?

У.С. - Спасибо! Займите свои места.

-Слово для доклада предоставляется инженеру-конструктору дизельных двигателей.

Доклад «Дизель»

У.С. Спасибо большое!

- У кого есть замечания или дополнения по этому вопросу?

Химик - Позвольте мне!

У.С. - Предоставляем слово для выступления химику.

Химик - Я с интересом слушала ваш доклад, но как гражданин России, не могу не познакомить присутствующих со следующими фактами.

Доклад «Химический состав выхлопных газов»

Химик - Над, чем вы сейчас работаете в своем бюро, чтобы снизить вред наносимый природе?

Инженер - Над увеличение КПД двигателей.

У.С. - спасибо вам большое за важные сообщения.

- Следующий доклад прочтет нам заведующий отделом «Паровых и газовых турбин».

Доклад «Паровых и газовых турбин».

Медик - Можно мне слово?

У.С. - Пожалуйста!

- Слово предоставляется ведущему специалисту в области медицины.

У.С. - Уважаемый …! Меня заинтересовал ваш проект. Но я как медик, ратующий за здоровье людей, не могу не сообщить вам о том, что сейчас происходит в мире и у нас в стране со здоровьем людей, подвергающихся воздействию тепловых двигателей.

Доклад «Тепловые двигатели и здоровье человека»

У.С. - Спасибо медикам заботу о нас!

- Кто еще желает выступить?

Инженер - Можно мне!

У.С. - слово предоставляется заведующему КБ «Двигатели будущего»

- Я внимательно слушал выступления моих коллег их КБ-1. Но позвольте и нашему КБ подать свой голос. Мой отдел занимается сейчас разработкой экологически чистых двигателей, работающих на кислороде и водороде.

Доклад «Двигатели, работающие на водороде»

У.С. - Спасибо вам большое за столь приятное сообщение!

- Предлагаю перейти к следующему вопросу «Реактивные двигатели»

- Докладчик - инженер-конструктор.

Доклад «Реактивные двигатели»

У.С. - Прошу докладчиков соблюдать регламент. Спасибо!

- Кто хочет поделиться своими соображениями по этому вопросу?

Инженер - Разрешите?!

У.С. - Слово для доклада предоставляется молодому инженеру, работающему над проблемой использования энергии приливов и отливов…

Доклад «Энергия приливов и отливов»

У.С. - Предлагаю прения по этому вопросу прекратить.

- Переходим к следующему докладу «Паровые машины». Докладчик инженер-конструктор, ветеран труда КБ-1

Инженер - Я расскажу вам о машинах, разработкой и усовершенствованием которых я занимался много лет, но теперь они практически нигде не используются.

Доклад «Паровые машины»

У.С. - Благодарим вас! Кому еще предоставить слово?

Инженер - Если можно мне?

У.С. - Со своим докладом выступит ведущий инженер отдела «Энергия ветра»

- Я также хочу рассказать вам о том, как мы работали над проблемой охраны окружающей среды, создавая свой двигатель.

Доклад «Энергия ветра»

У.С. - Благодарим вас за интересные разработки!

- Слово предоставляется младшему научному сотруднику отдела «Энергия геотермальных вод»

Доклад «Энергия геотермальных вод»

У.С. - Спасибо! Проходите на место.

- На нашей конференции присутствует правовед.

- Предоставляем ему слово! Он познакомит нас с правами и обязанностями граждан по охране окружающей среды.

Доклад «Конституция РФ о правах и обязанностях граждан по охране окружающей среды»

У.С. - Кто еще желает выступить?

Эколог - Если можно, то я бы хотела.

У.С - Просим вас! Слово предоставляется экологу.

Доклад «Мы и экология»

У.С. - Спасибо большое!

- Свои стихи прочтет вас инженер-лирик.

У нас тоже имеются свои таланты.

Стихотворение

У.С. - Спасибо! Этот же инженер расскажет о разработках электродвигателей.

Доклад «Электродвигатели»

У.С. - Благодарим вас! Мы рады вашим достижениям в этой области. Думаем, что разработки КБ-1 «Двигатели будущего» помогут избавить планету от экологической катастрофы.

У.С. - В заключение нашей конференции, мы хотим зачитать рекомендации, выработанные ученым советом по охране окружающей среды:

1. Каждому из вас принимать активное участие в охране окружающей среды и жить по принципу «Если не я, то кто же»

2. Экономьте электроэнергию дома и в школе.

3. Не мойте автомашины и мотоциклы в водоемах.

4. Содержите двигатели автотранспорта в исправности, применяйте топливо данной марки.

5. Применяйте дома аппараты для очистки питьевой воды.

6. Грамотно используйте домашние отходы.

2. Закрепление.

Учитель.

- Дорогие ребята! Вы теперь имеете представление о конференции и приняли в ней участие. В своей взрослой жизни, вы сможете теперь реализовать эти знания. Я думаю, что защита проектов двигателей будущего и настоящего прошла успешно. Я, наверное, выскажу общее мнение: и мое, и ученого совета - поставить оценки «отлично» всем выступающим.

Рефлексия

- Мне понравилось на уроке…
- Мне не понравилось…
- Я бы изменил следующее…

Домашнее задание

Составить кроссворды, ребусы по теме «Тепловые двигатели»