Конференция «Тепловые двигатели и охрана природы»

Конференция «Тепловые двигатели и охрана природы»

Категория учащихся: 8-й класс

Продолжительность урока – 2 академических часа

Тип урока: урок изучения нового материала.

Вид урока: урок-конференция

Цель: сформировать понятие теплового двигателя на втором уровне усвоения материала с включением следующих учебных элементов: тепловой двигатель, принцип действия теплового двигателя, КПД теплового двигателя.

Задачи, решаемые на уроке:

·                    учить учащихся понимать суть тепловых явлений;

·                    объяснить принцип действия тепловых двигателей;

·                    показать значение тепловых двигателей в жизни человека и окружающей среды;

·                    развивать наблюдательность, внимание, творческое  мышление;

·                    воспитывать умение слушать товарища;

·                    формировать умения работать с дополнительными источниками информации посредством  ИКТ;

·                    научить организовывать учебно-познавательную деятельность, направленную на формирование деятельностно - творческой компетенции школьников посредством конструирования приборов и моделей;

·                    способствовать формированию научной картины мира;

·                    продолжить формирование  позитивного отношения учащихся к предмету.

Оборудование: компьютер, проектор, экран, проекты учащихся в электронном и натуральном виде, модели тепловых двигателей, презентация учителя (приложение № 2).

Подготовка: учащиеся готовят в группах доклады (допускается использование своих презентаций, экспериментальных установок) по темам:

1. Работа пара и газа при расширении.

2. Виды тепловых двигателей.

3. ДВС.

4. Паровая машина И.И.Ползунова, история изобретения теплового двигателя.

5. Первые паровозы.

6. Паровая турбина. Модель прообраза теплового двигателя «Эолипил Герона»

5. Газовая турбина.

6. Реактивный двигатель.

7. КПД. Влияние тепловых двигателей на окружающую среду.

Ход урока

1. Орг. момент.

2. Целеполагание.

Вступительное слово учителя.

Дорогие ребята! Ежегодно 5 января отмечается официальный день рождения паровой машины Уатта. А знаете  ли вы, что еще до Джеймса Уатта двухцилиндровая паровая машина была изобретена и работала в России, облегчая труд горнозаводских рабочих. Её изобретателем стал И.И. Ползунов – наш земляк, родившийся под Екатеринбургом, в семье отставного солдата. Почему современники не смогли по достоинству оценить созданную им машину и  изобретение ждало признания несколько столетий? На эти и ещё многие вопросы мы постараемся сегодня ответить на нашем уроке, к которому вы приготовили сообщения, презентации, проекты. Тема нашей конференции «Тепловые двигатели и охрана природы». Запишем тему урока в тетрадях. А сейчас немного повторим.

3. Актуализация базовых знаний.

Учитель: Ребята, вашему вниманию предлагается физический диктант.  На листочках, лежащих перед вами содержится Рабочая карточка урока (см. приложение № 1). В течение 2 минут в Задание № 1 под соответствующими номерами впишите правильные ответы. Начали! Каждый правильный ответ – один балл.

1. Беспорядочное движение частиц, из которых состоит тело, называется… (тепловым движением частиц).

2. Энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называется… (Внутренней энергией)

3. Перечислите способы изменения внутренней энергии (Работа, теплопередача).

4. В каких единицах измеряется внутренняя энергия? (Джоуль).

5. Назовите одним термином: плавление, парообразование, конденсацию, кристаллизацию… (процесс).

А теперь поменяйтесь тетрадями и проверьте работу друг друга, учитывая, что за каждый правильный ответ – один балл. Итак, смотрим на слайд (см. приложение № 2)

4. Основная часть урока: выступление рабочих групп.

Учитель: Ребята, перед тем, как начнем заслушивать отчеты рабочих групп ваших одноклассников, обратите внимание на задание № 2 в ваших Рабочих карточках. По мере заслушивания докладов, попробуйте мысленно ответить на них. После заслушивания докладов мы вернемся к ответам на вопросы.

Проект группы № 1 «Работа пара и газа при расширении» (Слайды 4-6).

Проект группы № 2. «Виды тепловых двигателей». (см. приложение № 2. Слайд 7)

Проект группы № 3 «ДВС». (Слайд 8-12)

Проект группы № 4 «Паровая машина». (Слайд 13 + см. приложение № 4)

Проект группы № 5 «Первые паровозы»(Слайд 14-16+ см. приложение № 5)

Проект группы №6 «Паровая турбина. История создания Т.Д. Модель прообраза теплового двигателя «Эолипил Герона»  (Слайд 17+ см. приложение № 3)

Проект группы № 7 «Газовая турбина». (Слайд 18+ приложение № 6)

Проект группы № 8 «Реактивный двигатель». (Слайд 19-21+ приложение № 7)

Учитель: Обычно, рентабельность двигателей определяется их КПД. (Коэффициентом полезного действия.)

Доклад учителя «КПД.  Влияние тепловых двигателей на окружающую среду». (Слайд 22-25)

Учитель: Ребята, теперь вернемся к вопросам Задания 2 Рабочей карточки урока.

5. Закрепление изученного материала.

Для закрепления учитель предлагает выполнить задания № 2, 3 в Рабочей карточке.

1. Ответы на вопросы Рабочей карточки (Задание № 2)

1. Почему изобретение паровой машины Дж. Уаттом в 1784 г. считается началом промышленной революции?

2. Какое превращение энергии происходит в тепловых двигателях? (внутренняя энергия топлива превращается в механическую).

3. Объясните, используя схему, принцип действия теплового двигателя.

4. Назовите основные виды тепловых двигателей.

5. Чем определяется экономичность двигателя?

6. Какие меры необходимо предпринимать человечеству, чтобы минимизировать отрицательное влияние тепловых двигателей на экологию? (1.Необходимо создавать и использовать двигатели с высоким КПД. 2. Применять двигатели, которые не оказывали бы вредного воздействия на окружающую среду.3. Создание экологически чистого топлива.)

2.Решение качественных задач.

1. Один из учеников при решении получил ответ, что КПД теплового двигателя равен 200%. Правильно ли решил ученик задачу? (Нет. КПД теплового двигателя не может быть больше 100% или равен 100%) (устно)

2. КПД теплового двигателя 45%. Что означает это число? (45% энергии идет на совершение полезной работы, а 55% энергии тратится впустую на обогрев атмосферы, самого двигателя и т.д.) (устно)

3. Может ли КПД теплового двигателя быть равен 1,8; 50; 4; 90; 100%? (КПД теплового двигателя всегда меньше 100%)(устно)

4. Задача для любителей биологии: (Слайд 8)

В организме человека насчитывается около 600 мышц. Если бы все мышцы человека напряглись, они вызвали бы усилие, равное приблизительно 25 т. считается, что при нормальных условиях работы человек может развивать мощность 70–80 Вт, однако возможна моментальная отдача энергии в таких видах спорта, как толкание ядра или прыжки в высоту. Наблюдения показали, что при прыжках в высоту с одновременным отталкиванием обеими ногами некоторые мужчины развивают в течение 0,1 с среднюю мощность около 3700 Вт, а женщины – 2600 Вт.

КПД мышц человека равен 20%. Что это значит? Какую часть энергии мышцы тратят впустую? (20% энергии тратится на полезную работу; 80% энергии мышцы тратят впустую.) (устно)

5. Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдает холодильнику энергию 800 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя? (20%) – письменно (учитель показывает решение)

6. Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдает холодильнику энергию 700 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя? (30%) (Учащиеся решают самостоятельно.)

6. Подведение итога урока.

1.                Рефлексия учащихся. Заполнение листа самодиагностики.

2.                Анализ работы групп, выставление оценок.

7. Дом задание. П.21–24. (Слайд 31)

Учащимся предлагается подготовить творческие задания по темам:

·                    «Почему чадят автомобили?»

·                    “Основные источники загрязнения окружающей среды в Свердловской области”.

·                    “Почему введение стандарта евро-4 не поможет решить проблему ухудшения экологической обстановки?”.

·                    «Какие меры предпринимают городские власти, чтобы улучшить экологическую обстановку в городе?»

·                    “Предложите свои комплексные меры, способные улучшить экологическую ситуацию в нашем городе”.

·                    «Найдите в газетах или Интернете статьи и сообщения о том, как проблемы, связанные с загрязнением воздуха, решаются в других странах».

Список используемой литературы:

1.                Пёрышкин А.В. Физика. 8 кл.: - М.: Дрофа, 2009.

2.                Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика-10. – М.: Просвещение, 2009

3.                Физика: Занимательные материалы к урокам. 8 кл./ Авт. – составитель А.И. Сёмке. – М.: Изд – во НЦ ЭНАС, 2004.

4.                Кирик Л.А. Физика-8. Методические материалы. М.: Илекса, 2003.

5.                Казакова Ю.В. Разработки уроков по физике. 7-8 классы. – М.: ИЛЕКСА, 2010.

Интернет-ресурсы:

1. http://festival.1september.ru/articles/593088/

2. http://rudocs.exdat.com/download/docs-320793/320793.doc

3.http://nsportal.ru/shkola/fizika/library/konspekt-uroka-po-teme-teplovye-dvigateli-8-klass

4. http://festival.1september.ru/articles/576788/

Рабочая карточка к уроку «Тепловые двигатели и охрана природы»

Задание 1. Допишите правильный ответ.

1. Беспорядочное движение частиц, из которых состоит тело, называется…

2. Энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называется…

3. Перечислите способы изменения внутренней энергии

4. В каких единицах измеряется внутренняя энергия?

5. Назовите одним термином: плавление, парообразование, конденсацию, кристаллизацию…

Задание 2. Ответьте на вопросы.

1. Почему изобретение паровой машины Дж. Уаттом в 1784 г. считается началом промышленной революции?

2. Какое превращение энергии происходит в тепловых двигателях?

3. Объясните, используя схему, принцип действия теплового двигателя.

4. Назовите основные виды тепловых двигателей.

5. Чем определяется экономичность двигателя?

6. Какие меры необходимо предпринимать, чтобы минимизировать отрицательное влияние тепловых двигателей на экологию?

Задание 3. Решите задачи.

1. Один из учеников при решении получил ответ, что КПД теплового двигателя равен 200%. Правильно ли решил ученик задачу?

2. КПД теплового двигателя 45%. Что означает это число?

3. Может ли КПД теплового двигателя быть равен 1,8; 50; 4; 90; 100%?

4. Задача для любителей биологии:

В организме человека насчитывается около 600 мышц. Если бы все мышцы человека напряглись, они вызвали бы усилие, равное приблизительно 25 т. считается, что при нормальных условиях работы человек может развивать мощность 70–80 Вт, однако возможна моментальная отдача энергии в таких видах спорта, как толкание ядра или прыжки в высоту. Наблюдения показали, что при прыжках в высоту с одновременным отталкиванием обеими ногами некоторые мужчины развивают в течение 0,1 с среднюю мощность около 3700 Вт, а женщины – 2600 Вт.

КПД мышц человека равен 20%. Что это значит? Какую часть энергии мышцы тратят впустую?

5. Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдает холодильнику энергию 800 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя?

6. Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдает холодильнику энергию 700 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя? (Решить самостоятельно.)

• 1 слайд

  Тепловые двигатели и охрана природы
  Презентация учителя
  к конференции в 8-м классе
  

• 2 слайд

  1. Беспорядочное движение частиц, из которых состоит тело, называется…
  2. Энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называется…
  3. Перечислите способы изменения внутренней энергии
  4. В каких единицах измеряется внутренняя энергия?
  5. Устройство, преобразующее внутреннюю энергию в механическую называется
  Физический диктант
  

• 3 слайд

  Самопроверка.
  Каждый правильный ответ – один балл.
  тепловым движением частиц.
  внутренней энергией.
  работа, теплопередача.
  Джоуль.
  тепловым двигателем.
  

• 4 слайд

  Работа газа и пара при расширении.
  
  
  Нагреваем пар.
  Внутренняя энергия
  пара увеличилась.
  
  

• 5 слайд

  Пар, расширяясь,
  совершил работу.
  Внутренняя энергия пара
  превратилась в кинетическую
  энергию поршня.
  
  
  
  Так был изобретён
  1 тепловой двигатель
  (Джеймс Уатт - 1768г.)
  

• 6 слайд

  Определение:
  Тепловые двигатели – машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.
  

• 7 слайд

  Виды тепловых двигателей:
  Двигатель внутреннего сгорания
  Паровая машина
  Паровая турбина
  Газовая турбина
  Реактивный двигатель
  

• 8 слайд

  Двигатель внутреннего сгорания –
  самый распространённый тепловой двигатель
  Топливо в нём сгорает
  
  прямо в цилиндре,
  
  внутри самого двигателя.
  

• 9 слайд

  1 такт ДВС:
  ВПУСК
  При повороте двигателя в начале
  первого такта поршень движется
  вниз. Объём над поршнем увеличивается.
  К концу такта цилиндр заполняется
  горючей смесью,
  клапан 1 закрывается.
  1
  

• 10 слайд

  2 такт:
  СЖАТИЕ
  Поршень движется вверх и сжимает горючую смесь. Сжатая горючая смесь воспламеняется и быстро сгорает.
  

• 11 слайд

  3 такт:
  РАБОЧИЙ ХОД
  Образующиеся газы давят на поршень и толкают его вниз. Двигатель совершает работу.
  

• 12 слайд

  4 такт:
  ВЫПУСК
  Через открытый 2 клапан выходят продукты сгорания. Поршень движется вверх.
  2
  

• 13 слайд

  Паровая машина
  Первые универсальные действующие паровые машины были построены английским изобретателем Джеймсом Уаттом и русским изобретателем Иваном Ивановичем Ползуновым.
  
  
  
  
  

• 14 слайд

  Первый паровоз был сконструирован в 1803 г.
  английским изобретателем Ричардом Тревитиком.
  Он назывался «Поймай меня, кто может!»,
  и развивал скорость до 30 км/час.
  Первые паровозы
  

• 15 слайд

  Первый паровоз в России
  Отец и сын Черепановы - русские изобретатели, самоучки, создали первый паровоз (1834г)
  

• 16 слайд

  Больше века паровозыслужили человеку.
  Паровозы использовали
  как для перевозки пассажиров,
  так и грузов.
  

• 17 слайд

  Паровая турбина
  Пар или нагретый до высокой
  температуры газ вращает вал
  двигателя без помощи поршня,
  шатуна и коленчатого вала.
  

• 18 слайд

  Газовая турбина
  Сжатый воздух поступает в камеру сгорания. Одновременно через форсунку в неё впрыскивается топливо. При горении топлива воздух получает тепло и нагревается до 1500 – 2200 С. Этот воздух направляется в турбину.
  

• 19 слайд

  Реактивный двигатель
  Люди всегда стремились покорить
  воздушное пространство.
  Создание реактивного двигателя
  позволило человеку перемещаться
  в воздухе с большей скоростью.
  В настоящее время широко используется в авиации
  

• 20 слайд

  Ракетный двигатель используется для запуска ракет в космос.
  

• 21 слайд

  КПД-коэффициент полезного действия - ђ
  величина, которая показывает, как эффективно используется производимая энергия.
  

• 22 слайд

• 23 слайд

  Тепловые двигатели
  и экология
  

• 24 слайд

  Автомобили играют решающую роль в загрязнении атмосферы
  

• 25 слайд

  Вывод :
  Необходимо создавать и использовать двигатели с высоким КПД.
  
  2. Применять двигатели, которые не оказывали бы вредного воздействия на окружающую среду.
  
  3. Создание экологически чистого топлива.
  

• 26 слайд

  Домашнее задание (творческое)
  «Почему чадят автомобили?»
  “Основные источники загрязнения окружающей среды в Свердловской области”.
  “Почему введение стандарта евро-4 не поможет решить проблему ухудшения экологической обстановки?”.
  «Какие меры предпринимают городские власти, чтобы улучшить экологическую обстановку в городе?»
  “Предложите свои комплексные меры, способные улучшить экологическую ситуацию в нашем городе”.
  «Найдите в газетах или Интернете статьи и сообщения о том, как проблемы, связанные с загрязнением воздуха, решаются в других странах».
  
  

• 27 слайд

  Интернет-ресурсы
  1. http://festival.1september.ru/articles/593088/
  2. http://rudocs.exdat.com/download/docs-320793/320793.doc
  3.http://nsportal.ru/shkola/fizika/library/konspekt-uroka-po-teme-teplovye-dvigateli-8-klass
  4. http://festival.1september.ru/articles/576788/
  
  

Защита проекта «История создания паровой машины»

Ежегодно 5 января отмечается официальный день рождения паровой машины Уатта. Паровая машина — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу.

Первое известное устройство, приводимое в движение паром, было описано Героном Александрийским еще в первом столетии. Пар, выходящий по касательной из дюз, закрепленных на шаре, заставлял последний вращаться.

Реальная паровая турбина была изобретена намного позже в Египте арабским философом, астрономом и инженером XVI века Таги-аль-Диноме. Он предложил метод вращения вертела посредством потока пара, направляемого на лопасти, закрепленные по ободу колеса. Подобную машину предложил в 1629 году и итальянец Джованни Бранка — для вращения цилиндрического устройства, которое поочередно поднимало и отпускало пару пестов в ступах.

 Однако дальнейшее развитие парового двигателя требовало экономических условий, в которых разработчики двигателей могли бы воспользоваться их результатами. Таких условий не было ни в античную эпоху, ни в Средневековье, ни в эпоху Возрождения. Дело сдвинулось только в конце XVII века.

 В 1712 году появился "атмосферный двигатель" кузнеца Томаса Ньюкомена. Пар из котла поступал в основание цилиндра и поднимал поршень вверх. При впрыскивании в цилиндр холодной воды пар конденсировался, в цилиндре образовывался вакуум, и поршень под воздействием атмосферного давления опускался вниз. Этот обратный ход удалял воду из цилиндра и поднимал вверх шток насоса. Когда поршень находился в нижней точке своего хода, в цилиндр снова поступал пар, и поршень поднимался в исходное положение. После цикл повторялся.

Машина Ньюкомена обширно использовалась во всей Европе более 50 лет. В 1740 году, например, она выполняла за день недельную работу бригады из 25 человек и десяти лошадей. Именно с двигателем Ньюкомена принято связывать начало промышленной революции в Англии. Некоторые историки склонны считать именно Ньюкомена отцом паровой машины в том виде, в каком мы ее представляем. Про изобретение Ньюкомена можно сказать, что это была действительно паровая машина, вернее, пароатмосферная машина. Именно пароатмосферными машинами занимался и русский инженер Ползунов, умерший незадолго до официального появления машины Уатта.

Наш проект является практико-ориентированным, то есть мы не только изучали теоретический материал, связанный с историей паровых  машин, но и сами попробовали создать устройство, в котором осуществляется главный принцип любого теплового двигателя – внутренняя энергия рабочего тела превращается в механическую энергию. И начали мы с самого простого. Взяв за основу прообраз теплового двигателя – эолипил Герона, создали свою уникальную модель. Экспериментальную часть представляет Швецов Юрий. Посмотрим видеоролик.

• 1 слайд

  Паровая машина: прошлое, настоящее, будущее
  Авторы проекта- учащиеся 8 класса МКОУ-СОШ № 4:
  Швецов Юрий, Печеркин Александр и Фитченко Илья.
  Руководитель проекта: Печеркина С.В. – учитель физики высшей кв. категории
  
  

• 2 слайд

  Над проектом работали:
  Швецов Юрий –
  Практик-исследователь
  Печеркин Александр – информационное сопровождение проекта
  Фитченко Илья – информационное сопровождение проекта
  

• 3 слайд

  Наша гипотеза
  Возможно ли построить своими руками простейший механизм, работающий на пару?
  
  

• 4 слайд

  Цель работы:
  Сконструировать механизм, способный двигаться на пару.
  

• 5 слайд

  Задачи исследования:
  1. Изучить научную литературу.
  2. Сконструировать и построить простейший механизм, работающий на пару.
  
  

• 6 слайд

  Что мы знаем о паровой машине?
  Парова́я маши́на — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала.
  В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу.
  

• 7 слайд

  Значение паровых машин
  Паровые машины использовались как приводной двигатель в насосных станциях, локомотивах, на паровых судах, тягачах, паровых автомобилях и других транспортных средствах.
  Паровые машины способствовали широкому распространению коммерческого использования машин на предприятиях и явились энергетической основой промышленной революции XVIII века.
  Поздние паровые машины были вытеснены двигателями внутреннего сгорания, паровыми турбинами и электромоторами, КПД которых выше.
  Паровые турбины, формально являющиеся разновидностью паровых машин, до сих пор широко используются в качестве приводов генераторов электроэнергии.
  Примерно 86 % электроэнергии, производимой в мире, вырабатывается с использованием паровых турбин.
  
  

• 8 слайд

  Принцип действия
  Для привода паровой машины необходим паровой котёл.
  Расширяющийся пар давит на поршень или на лопатки паровой турбины, движение которых передаётся другим механическим частям.
  Одно из преимуществ двигателей внешнего сгорания в том, что из-за отделения котла от паровой машины можно использовать практически любой вид топлива — от кизяка до урана.
  

• 9 слайд

  Изобретение парового двигателя
  Первое известное устройство, приводимое в движение паром, было описано Героном Александрийским в первом столетии.
  Пар, выходящий по касательной из дюз, закреплённых на шаре, заставлял последний вращаться.
  

• 10 слайд

  Изобретение и развитие паровой машины
  Реальная паровая турбина была изобретена намного позже, в средневековом Египте, арабским философом, астрономом и инженером XVI века Таги-аль-Диноме.
  Он предложил метод вращения вертела посредством потока пара, направляемого на лопасти, закреплённые по ободу колеса.
  

• 11 слайд

  Первая реальная паровая машина
  Подобную машину предложил в 1629 г. итальянский инженер Джованни Бранка для вращения цилиндрического анкерного устройства, которое поочерёдно поднимало и отпускало пару пестов в ступах.
  Паровой поток в этих ранних паровых турбинах был не концентрированным, и большая часть его энергии рассеивалась во всех направлениях, что приводило к значительным потерям энергии.
  
  

• 12 слайд

  Классификация паровых машин
  

• 13 слайд

  Стационарные паровые машины могут быть разделены на два типа по режиму использования:
  Машины с переменным режимом, к которым относятся машины металлопрокатных станов, паровые лебёдки и подобные устройства, которые должны часто останавливаться и менять направление вращения.
  Силовые машины, которые редко останавливаются и не должны менять направление вращения. Они включают энергетические двигатели на электростанциях, а также промышленные двигатели, использовавшиеся на заводах, фабриках и на кабельных железных дорогах до широкого распространения электрической тяги. Двигатели малой мощности используются на судовых моделях и в специальных устройствах.
  
  Паровой молот
  Паровая машина на старой сахарной фабрике. Куба
  Паровая машина для привода заводских трансмиссий. Конец XIX в.
  Нюрнберг
  

• 14 слайд

  Паровые машины использовались для привода различных типов транспортных средств, среди них:
  Пароход
  Сухопутные транспортные средства:
  Паровой автомобиль
  Паровоз
  Локомобиль
  Паровой трактор
  Паровой экскаватор
  Паровой самолёт.
  
  Паровоз
  Паровой автомобиль
  

• 15 слайд

  Назад
  «в будущее»!!!
  

• 16 слайд

  Эолипил Герона Александрийского
  Еще в первом веке до нашей эры, одним из великих ученых древней Греции, Героном Александрийским был написан трактат «Пневматика».
  В нем описывались машины использовавшие энергию тепла.
  Под номером 50 описывается устройство под названием Эолипил - шар «Эола».
  Данное устройство представляло собой бронзовый котел, установленный на опоры. От крышки котла вверх поднимались две трубки, на которых крепилась сфера.
  Трубки соединялись со сферой таким образом, что она могла свободно вращаться в месте соединения. При этом по этим трубка в сферу мог поступать пар из котла.
  Из сферы выходили две трубки изогнутые так, что пар, выходивший из них, вращал сферу.
  
  

• 17 слайд

  Принцип работы
   Под котлом разводили огонь, и когда вода начинала кипеть, пар через трубки поступал в сферу, откуда под давлением вырывался наружу, раскручивая сферу.
  Принято считать, что Эолипил в древней Греции использовался только с целью развлечения. Фактически, Эолипил являлся первой известной нам паровой турбиной.
  Дополнительная информация:
  Эол- полубог в мифологии древней Греции, являлся властителем ветров. Это он подарил Одиссею мех из шкуры быка, где были зашиты все ветра, кроме попутного. Но из-за алчности спутников, решивших, что там находится золото, Одиссей не смог достичь родной Итаки с попутным ветром.
  
  

• 18 слайд

  Исследовательская часть – изготовление модели прообраза тепловой машины
  

• 19 слайд

  1 этап – изучение литературы
  и информации Интернет
  Интернет-ресурсы
  (текстовый материал)
  http://ru.wikipedia.org
  Интернет- ресурсы
  (картинки)
  http://shkolnye-znaniya.ru/2225-glava-2-vydelenie-nauk-iz-naturfilosofii-izobreteniya-gerona.html
  http://www.rusactive.ru/history/inventor/geron_aleksandriyskiy
  http://www.t-z-n.ru/precold/coldmotor.html
  http://www.etar.net.ua/history.html
  http://expert.urc.ac.ru/paro_turbinka/87179188.html
  http://etc.usf.edu/clipart/galleries/science
  
  
  

• 20 слайд

  2 этап – подготовка материалов для практической части проекта
  Использованные материалы и оборудование: металлическая банка, металлическая трубка, паяльник, припой, плоскогубцы, нож по металлу, удлинитель.
  

• 21 слайд

  3 этап – выполнение практической работы
  Цель работы – изготовить работающую модель -прообраз первой паровой турбины (по эскизу Герона).
  

• 22 слайд

  4 этап – проведение эксперимента
  Ход эксперимента:
  1. Подвесить модель на нити к штативу;
  2. Шприцом закачать через трубки воду;
  3. Расположить под моделью зажженную спиртовку;
  4. По мере образования пара, наблюдать вращение модели.
  

• 23 слайд

  5 этап – формулировка вывода практической части проекта
  Используя подручные средства: консервную металлическую банку, металлические трубки, паяльник, мы построили своими руками простейший механизм, в котором внутренняя энергия пара превращается в энергию движения.
  Наша гипотеза подтвердилась, цель достигнута.
  Надеемся, что в дальнейшем наши знания в области физики позволят сконструировать более сложные механизмы.
  
  

• 24 слайд

  Интернет- ресурсы
  (картинки)
  http://dvpt.narod.ru/russian/history/index01/
  http://www.1520mm.ru/locomotives/diesel/Gas_
  turbine/forebear.phtml
  http://wsesam.ru/text/Suvenirnyiy-parovoy-dvigatelj.html
  http://poznaiko.ru/izobreteniya/kakimi-byli-pervye-avtomobili.html
  http://www.art-saloon.ru/ru/item.aspx?ItemID=5834
  паровой двигатель поезда. http://ru.freepik.com/free-photos-vectors/trains
  http://bionyx.ru/news/4
  Двигатель будущего - двигатель Стирлинга. http://steampunker.ru/index/page80/
  Велосипед с паровым двигателем конструкции Перро (1869 год) http://www.mitchell-auto.ru/auto/moto/moto-history.html?page=2 Поделиться… Копии картинки:
  567×480на kids.wosir.uaGIF, 184 КБ
  320×271на blog.moto.meta.uaJPG, 41 КБ
  320×271на tehno.claw.ruJPG, 41 КБ
  320×271на www.kadrovik.ruJPG, 54 КБ
  66×55на bigbord.netGIF, 2 КБ
  Яндекс.Директ
  Велосипеды в Екатеринбурге
  prodam.slando.e-burg.ru
  
  
  

• 25 слайд

  Спасибо за внимание!
  
  
  
  
  
  
  
  

Эволюция тепловых двигателей (схема)

Интернет-ресурсы

http://festival.1september.ru/articles/576788/

Доклад «Иван Иванович Ползунов – изобретатель паровой машины»

Иван Иванович Ползунов — самоучка, талантливый изобретатель, создатель двухцилиндровой паровой машины. К сожалению, не у каждого открытия, пусть даже действительно значимого и важного, есть будущее. Так произошло и с изобретением Ползунова: его современники не смоли по достоинству оценить созданную машину. Изобретение ждало признания несколько столетий.

Русский изобретатель, положивший, по сути, начало современной горнодобывающей промышленности, родился под Екатеринбургом, в семье отставного солдата.

Когда подошел возраст, родители отправили его в арифметическую школу, основанную В. Н. Татищевым, по окончании которой в 1742 году Иван Ползунов был определен учеником к механику, мастеру Н. П. Бахореву на одном из заводов Урала.

К двадцати годам Ползунов уже считался специалистом в горнозаводском деле, пользовался уважением. Вскоре его перевели на колывано-воскресенские заводы Алтайского края, где добывалась золотая и серебряная руда для царской казны. Там он получил должность гиттеншрейбера — механика-теоретика, в обязанность которого также вменялось составление регулярных отчетов о ходе производства.

Конструкторско-изобретательская деятельность Ивана Ползунова, по мнению историков и библиографов, начинается с 1754 года, когда для нужд завода Ползунов конструирует, а затем собирает вододействующую лесопильную установку. Не получив должного образования по специальности, усердный и любознательный Пол-зунов приступил к самообразованию. Изучение книг, посвященных минералогии и металлургии, принесло свои плоды достаточно быстро. Вскоре он получил управляющую должность на заводе, являясь при этом одним из самых технически грамотных работников завода. С этого момента наиважнейшей заботой Ползунова стало облегчение работы остального коллектива.

Все последующие изобретения должны были существенно помочь работникам завода, однако большинство из планов так и не было претворено в жизнь: смелые и остроумные проекты-нововведения продолжали годами пылиться в архивах. Огромное значение на судьбу Ползунова оказал научный труд известного российского химика И. А. Шлаттера «Обстоятельные наставления рудному делу», в котором (помимо передовых разработок в области бурения и очистки руды) он описывает модели английских и венгерских паровых машин.

В то время как в Европе уже вовсю развивалась идея использования пара, в России, особенно в горнодобывающей области, наиболее развитым считалось использование энергии падающей воды. Но приборы, чье устройство базировалось на основе водяного колеса, несмотря на хорошие результаты использования, не могли сравниваться с силой пара.

 Единственным кумиром в мире науки, признаваемым Ползуновым практически беспрекословно, являлся М. В. Ломоносов. Иван Ползунов с интересом изучал его монографии и научные труды, делал выкладки и пытался, если не улучшить изобретения Ломоносова, то хотя бы воссоздать их самостоятельно, максимально приближенно к тому варианту, который задумывал автор.

Ползунов, оценив в теории разницу между водяными и паровыми машинами, пришел к выводу, что следует «водяное руководство пресечь», и уже в апреле 1763 года предложил своему начальнику А. И. Порошину проект «огненной машины» — первой действующей паровой машины в России.

В отличие от заграничных одноцилиндровых аналогов паровой двигатель Ивана Ползунова был оснащен двумя цилиндрами. Это нововведение позволяло одновременно производить «дутье» (пар в печи) и откачивать необходимую для последующей работы воду.

В дальнейшем изобретатель собирался модернизировать получившийся паровой механизм и сделать его пригодным для использования и в других областях, кроме горнодобывающей.

Естественно, что изобретение подобного рода не могло остаться неизвестным — о проекте доложили Екатерине II. Просмотрев заявку на изобретение, императрица распорядилась произвести Ползунова в должность «механикуса с чином и званием инженерного капитан-поручика», выдать награду в 400 рублей и обеспечить ему поступление на обучение в Академии наук.

В 1764 году по разрешению Канцелярии и с финансовой поддержкой, осуществляемой самой императрицей, инженерный капитан-поручик приступил к строительству машины, чья мощность превышала заявленную в проекте в 15 раз. Одновременно она должна была обслуживать от 10 до 13 печей — достижение по тем временам неслыханное.

Агрегат был собран в рекордно короткие сроки, особенно если принять в расчет величину механизма. Через 13 месяцев после подписания проекта в «машинной хоромине» высотой в 18,5 м был собран паровой механизм. Некоторые его особенно большие детали и узлы весили свыше 2700 кг!

Важность выполненной работы состояла даже не в размерах паровой машины, а в том, что для ее создания потребовалось изобретение ряда сопутствующих механизмов, часть из которых применяется в машиностроении и по сей день.

В число «побочных» изобретений входит, например, токарный станок для обработки металла, использующий для работы все ту же силу падающей воды, с которой изобретатель так яростно пытался бороться. К сожалению, огромных размеров агрегат явился последним в жизни Ползунова. Максимальная умственная концентрация и физическое перенапряжение подорвали здоровье изобретателя: он скончался от чахотки в 1766 году, не дожив до запуска своего детища всего неделю.

Где находится могила гениальнейшего российского инженера, неизвестно, не сохранился также и его портрет. Проработавшая с августа до ноября с небольшими перерывами машина успела не только окупить за эти 4 месяца затраты на постройку и обслуживание, но и принести колоссальную прибыль. Через несколько лет машина пришла практически в негодность, поскольку ее котел прогорел. Заводским начальством было принято решение «пущать ее в действо по изобилию в здешнем заводе воды, за нужно не признавается».

Еще через пару лет машина окончательно сломалась. Титаническое сооружение было разобрано на запасные части, а имя его создателя оказалось надолго стерто из памяти и жителей Алтая, и ученых мужей России.

Опередивший свое время гениальностью своих изобретений, ученый-самоучка вновь смог «воскреснуть» только в памяти своих потомков, которые сумели оценить техническую мысль Ползунова по достоинству.

Интернет-ресурсы:

http://www.altstu.ru/media/f/Ivan-Ivanovich-Polzunov-biografiya.doc

Доклад «История изобретения паровой машины»

Паровая машина.

История создания паровой машины представляет огромный интерес. Эта машина, с одной стороны, произвела подлинную революцию в развитии производства, с другой в работе над этим великим изобретением впервые проявилось единство теории и практики науки и производства. Так, в 1769 г. лаборант университета в Глазго Дж.Уатт (17361818) изобрел паровую машину. Продолжая работать над ее усовершенствованием, он в 1784 г. создал паровую машину двойного действия , в которой пар, расширяясь, оказывал давление то на одну, то на другую сторону поршня. Это была подлинно универсальная машина, применяемая в самых различных областях производства, а впоследствии с некоторыми усовершенствованиями и на транспорте.

В России изобретателем паровой машины стал Иван Иванович Ползунов. Постройка его машины была закончена в августе 1766 г. Она имела высоту 11 м, ёмкость котла 7 м³, высоту цилиндров 2,8 м, мощность 29 кВт. В отличие от предшествующих машин, работающих рывками и выполнявших только роль водоподъёмных насосов, машина Ползунова создавала непрерывное усилие и была первой машиной, которую можно было применить для приведения в движение любых заводских механизмов. Первые паровозы перемещались благодаря созданию паровой машины, а точнее, паровых котлов.

Интернет-ресурсы:

http://festival.1september.ru/articles/593088/

Доклад «История изобретения паровозов»

Первые паровозы.

Внедрение паровых котлов и машин в производство имело не толы несомненные достоинства, но и недостатки. Неполадки в котлах приводили к их частым взрывам и человеческим жертвам. Несомненно, это тормозило развитие отрасли, но процесс развития продолжался.

Знаменательной вехой в развитии паровых машин является 1770 года, когда французский инженер Ж. Кюньо построил первую самодвижущую тележку (лафет) для перевозки тяжелых орудий. Она приводилась в движение за счет энергии пара. Конечно, она была несовершенна и громоздка, w, КПД был очень мал.

Далее паровые котлы стали устанавливать на дилижансах для перевозки грузов и пассажиров. Трагедии, которые случались при эксплуатации дилижансов и паровых автомобилей, тормозили внедрение паровых маши* но остановить развитие паровых машин уже было нельзя. Паровые маши” не могли развивать скорости более 10 км/ч.

Логическим продолжением развития паровых котлов явилось создание в 1803 году первого паровоза. Его построил англичанин Ричард Тревитик. Первая модель была неудачна, так как на конной чугунной дороге паровоз ломал рельсы.

Вторая модель уже развивала скорость до 30 км/ч. Но и эта модель лишь применялась для демонстрации перевозок. Широкого применения эти модели не получили прежде всего из-за непонимания большинством промышленников выгоды от этих устройств. Господствовало убеждение, что |паровоз не сможет тянуть состав, вес которого больше веса паровоза. Перелом в развитии железнодорожного транспорта наступил в 1823 году, когда английский инженер Джордж Стефенсон построил первый паровозостроительный завод. Лучшие модели паровозов Стефенсона развивали скорость до 50 км/ч. В России первый паровоз изобрели и построили в 1834 г. мастера Черепановы.

Ефим Алексеевич Черепанов (1774-1842) Мирон Ефимович Черепанов (1803-1849)

Ефим Алексеевич и Мирон Ефимович Черепановы отец и сын – замёчательные русские изобретатели-самоучки. Они были крепостными уральских горнозаводчиков Демидовых. Лишь на 60-м году жизни отец и 33 года сын получили вольную за изобретательскую деятельность. Талантливых механиков их хозяева горнозаводчики Демидовы направляли для ознакомления с достижениями техники в Петербург и за рубеж - в Швецию, Англию.

Русские самоучки успешно переняли там передовой технический опыт, изучали технические новинки. Полученный опыт и природный талант позволили Черепановым изготовить более 20 оригинальных паровых ламп разной мощностью, создать уникальные станки – токарный, винторезный и другие.

Но самым замечательным делом Ефима Алексеевича и Мирона Ефимовича Черепановых стало строительство первой отечественной железной дороги и самых первых в мире паровозов.

Скорость первого “сухопутного парохода” - паровоза, построение 1834 г., была 15 км/ч. Но именно с этого паровоза и с этой дороги начинается история железнодорожного транспорта в нашей стране.

Лишь ближе к середине XX века на смену паровозам стали приходить тепловозы и электровозы.

В тепловозах вместо паровых машин стали применять двигатели внутреннего сгорания, а на электровозах - электрические двигатели.

Сейчас созданы и более совершенные и экономичные модели тепловозов и электровозов.

Интернет-ресурсы:

http://festival.1september.ru/articles/593088/

Доклад «Газовая турбина»

Все более широкое применение в современном транспорте получают газотурбинные двигатели. Газотурбинная установка состоит из воздушного компрессора 1, камер сгорания 2 и газовой турбины 3 (рис. 119). Компрессор состоит из ротора, укрепленного на одной оси с турбиной, и неподвижного направляющего аппарата.

При работе турбины ротор компрессора вращается. Лопатки ротора имеют такую форму, что при их вращении давление перед компрессором понижается, а за ним повышается. Воздух засасывается в компрессор, несколько ступеней лопаток компрессора обеспечивают повышение давления воздуха в 5-7 раз.

Процесс сжатия протекает адиабатно, поэтому температура воздуха повышается до температуры 200 °С и более.

Сжатый воздух поступает в камеру сгорания. Одновременно через форсунку в нее впрыскивается под большим давлением жидкое топливо - керосин, мазут.

При горении топлива воздух, служащий рабочим телом, получает некоторое количество тепла и нагревается до температуры 1500-2200 °С. Нагревание воздуха происходит при постоянном давлении, поэтому воздух расширяется, и скорость его движения увеличивается.

Движущийся с большой скоростью воздух и продукты горения направляются в турбину. Переходя от ступени к ступени, они отдают свою кинетическую энергию лопаткам турбины. Часть полученной турбиной энергии расходуется на вращение компрессора, а остальная используется для вращения винта самолета, винта морского корабля или колес автомобиля.

Интернет-ресурсы:

http://festival.1september.ru/articles/593088/

Доклад «Реактивные двигатели»

Вместо вращения винта самолета, теплохода или ротора электрогенератора газовая турбина может быть использована как реактивный двигатель. Воздух и продукты горения выбрасываются из газовой турбины с большой скоростью. Реактивная сила тяги, возникшая при этом, может быть использована для движения самолета, теплохода или железнодорожного транспорта.

Основное отличие реактивного двигателя заключается в том, что газовая турбина используется лишь для приведения в действие воздушного компрессора и отнимает небольшую часть струи, выходящей из камеры сгорания. В результате газовая струя имеет на выходе из турбины высокую скорость и создаёт реактивную силу тяги.

Турбореактивными двигателями оборудованы известные всему миру самолеты ИЛ-62, ТУ-154.

Интернет-ресурсы:

http://festival.1september.ru/articles/593088/

Доклад «Тепловые двигатели и экология».

Непрерывное развитие энергетики, автомобильного и других видов транспорта, возрастание потребления угля, нефти и газа в промышленности и на бытовые нужды увеличивает возможности удовлетворения жизненных потребностей человека. Однако в настоящее время количество ежегодно сжигаемого в различных тепловых машинах химического топлива настолько велико, что все более сложной проблемой становится охрана природы от вредного влияния продуктов сгорания. Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду“связано с действием различных факторов.

Во-первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.

Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа. В атмосфере Земли в настоящее время содержится около 2600 млрд. тонн углекислого газа (около 0,033%). До периода бурного развития энергетики и транспорта количество углекислого газа, поглощаемого из атмосферы при фотосинтезе растениями и растворяемого в океане, было равно количеству углекислого газа, выделяемого при дыхании и гниении. В последние десятилетия этот баланс все в большей степени стал нарушаться. В настоящее время за счет сжигания угля, нефти, и газа в атмосферу Земли ежегодно поступает дополнительно около 20 млрд. тонн углекислого газа. Это приводит к повышению концентрации углекислого газа в атмосфере Земли. Молекулы оксида углерода способны поглощать инфракрасное излучение. Поэтому увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере изменяет прозрачность. Дальнейшее существенное увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере может привести к повышению ее температуры ("парниковый эффект"). Производство электрической и механической энергии не может быть осуществимо без отвода в окружающую среду количества теплоты, что приводит к повышению температуры на Земле и создать угрозу таяния ледников и катастрофического повышения уровня Мирового океана.

В-третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. Особенно существенно это загрязнение в крупных городах и промышленных центрах. Более половины всех загрязнений атмосферы создает транспорт. Кроме оксида углерода и соединений азота, автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу 2-3 млн. тонн свинца.

Автомобильные двигатели играют решающую роль в загрязнении атмосферы в городах, проблема их усовершенствования представляет одну из наиболее актуальных научно- технических задач. Один из путей уменьшения загрязнения окружающей среды - использование в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединения свинца. Перспективными являются разработки и испытания автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяют электродвигатели, питающиеся от аккумуляторов, или двигатели, использующие в качестве топлива водород. В последнем типе двигателя при сгорании водорода образуется вода, но и здесь возникает масса технических проблем. Вопросы окружающей среды становятся все более определяющими для дальнейшего развития теплоэнергетики. Организация охраны окружающей среды требует усилий в масштабе всего земного шара.

Интернет-ресурсы:

http://festival.1september.ru/articles/593088/

Доклад учителя:  «Коэффициент полезного действия теплового двигателя»

Коэффициент (от лат coefficientis) обычно постоянная или известная величина – множитель при переменной или известной величине./

??? Что мы называли коэффициентом полезного действия при изучении механики? (Отношение полезной работы к работе затраченной.)

(h = А _п / А_з записать формулу на доске).

При работе тепловых двигателей механическая работа совершается за счет превращения внутренней энергии горения топлива в механическую энергию.

Т.е. то, производя математические преобразования основной формулы ή получим новые формулы для расчета КПД теплового двигателя: (учащиеся на местах, а затем у доски производят необходимые преобразования).

Совершая работу, тепловой двигатель использует лишь некоторую часть той энергии, которая выделяется при сгорании топлива.

Физическая величина, показывающая, какую долю составляет совершаемая двигателем работа от энергии, полученной при сгорании топлива, называется коэффициентом полезного действия теплового двигателя.

КПД теплового двигателя находят по формуле

где Q – количество теплоты, полученное в результате сгорания топлива; А – работа, совершаемая двигателем.

Задание: стр. 56–57 учебника, найти определение и формулу для расчета КПД теплового двигателя. В чем сходство или отличие данных понятий?

Кроме того КПД теплового двигателя можно вычислять по формулам:

Слайд 4

Рассмотрим характеристики некоторых, наиболее используемых тепловых двигателей

Характеристики тепловых двигателей (Слайд 5)

Двигатели	Мощность, кВт	КПД, %
ДВС: карбюраторный дизельный	1 – 200 15 – 2200	~ 25 ~ 35
Турбины: паровые газовые	3 × 105 12 × 105	~ 30 ~ 27
Реактивный	3 × 107	~ 80

??? Как вы думаете, на что тратится большая часть внутренней энергии тепловых двигателей?

??? Безопасны ли тепловые двигатели с точки зрения экологии?

Вы правы и это хорошо видно из следующих данных:

Применение тепловых машин и проблемы охраны окружающей среды (Слайд 6)

При сжигании топлива в тепловых машинах требуется большое количество кислорода. На сгорание разнообразного топлива расходуется от 10 до 25% кислорода, производимого зелеными растениями.

Тепловые машины не только сжигают кислород, но и выбрасывают в атмосферу эквивалентные количества двуокиси углерода (углекислого газа). Сгорание топлива в топках промышленных предприятий и тепловых электростанций почти никогда не бывает полным, поэтому происходит загрязнение воздуха золой, хлопьями сажи. Сейчас во всем мире обычные энергетические установки выбрасывают в атмосферу ежегодно 200–250 млн. т золы и около 60 млн. т диоксида серы.

Кроме промышленности воздух загрязняет и транспорт, прежде всего автомобильный (жители больших городов задыхаются от выхлопных газов автомобильных двигателей).

Влияние ДВС на окружающую среду.

·                   Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов.

·                   Во-первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.

·                   Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.

·                   В третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу две-три тонны свинца.

·                   Один из путей уменьшения загрязнения окружающей среды - использованием в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединения свинца. Перспективными являются разработки автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели, использующие в качестве топлива водород.

·                   Выбросы вредных веществ в атмосферу - не единственная сторона воздействия энергетики на природу. Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенному повышению средней температуры на земле. Одно из направлений, связанное с охраной окружающей среды, это увеличение эффективности использования энергии, борьба за её экономию.

Способы ликвидаций вредных воздействий тепловых двигателей на окружающую среду.

l  Использование экологически чистых источников энергии

l  Техническое усовершенствование двигателей

l  Создание объездных дорог

l  Создание «зелёных» дорог

l  Преумножать зелёный покров земли

l  Не пользоваться личным транспортом без особой нужды

l  Экономично использовать электроэнергию, воду

l  Бережно относиться к зелёным насаждениям

l  Собирать макулатуры в целях экономии леса, сдавать вторсырьё

Интернет-ресурсы:

http://festival.1september.ru/articles/576788/

• 1 слайд

  КПД тепловых двигателей
  Презентация учителя
  

• 2 слайд

  История ДВС
  «Прадед» - Героновый шар около 200 г. до н. э.
  Пароход
  1878 г.
  Паровая турбина
  1887 г.
  «Дед» - паровая машина Ивана Ползунова-
  Самолёт
  1903 г.
  Первый ДВС
  1878 г.
  «Отец» - паровая машина Джеймса Уатта 1784 г.
  Паровоз
  1814 г.
  Дизель
  1897 г.
  

• 3 слайд

  2. Какие устройства называются тепловыми двигателями?
  3. Можно ли огнестрельное оружие отнести к тепловым
  двигателям?
  4. Можно ли человеческий организм отнести к тепловым
  двигателям?
  5. Почему ДВС не используются в подводных лодках
  при подводном плавании?
  6. Изменяется ли температура пара в турбине?
  7. Все ли тепловые двигатели одинаково рентабельны?
  

• 4 слайд

  Физический словарик.
  Коэффициент (от лат. coefficientis) обычно постоянная или известная величина – множитель при переменной или известной величине.
  

• 5 слайд

  Физическая величина, показывающая, какую долю составляет совершаемая двигателем работа от энергии, полученной при сгорании топлива, называется коэффициентом полезного действия теплового двигателя
   = (А / Q ) 100%
  

• 6 слайд

  КПД теплового двигателя
   = А п/ Аз
   = Qп/ Qз
   = Nп/ Nз
    ВСЕГДА!  00%
  Почему?
   = (А / Q ) 100%
  

• 7 слайд

  Характеристики тепловых двигателей
  

• 8 слайд

  Применение тепловых машин
  и проблемы охраны окружающей среды
  При сжигании топлива в тепловых машинах требуется большое количество кислорода. На сгорание разнообразного топлива расходуется от 10 до 25% кислорода, производимого зелёными растениями.
  Тепловые машины не только сжигают кислород, но и выбрасывают в атмосферу эквивалентные количества двуокиси углерода (углекислого газа). Сгорание топлива в топках промышленных предприятий и тепловых электростанций почти никогда не бывает полным, поэтому происходит загрязнение воздуха золой, хлопьями сажи. Сейчас во всём мире обычные энергетические установки выбрасывают в атмосферу ежегодно 200 – 250 млн. т золы и около 60 млн. т диоксида серы.
  Кроме промышленности воздух загрязняет и транспорт, прежде всего автомобильный (жители больших городов задыхаются от выхлопных газов автомобильных двигателей).
  

• 9 слайд

  1. Один из учеников при решении получил ответ, что КПД теплового двигателя равен 200%. Правильно ли решил ученик задачу?
  Качественные задачи:
  2. КПД теплового двигателя 45%. Что означает это число?
  3. Может ли КПД теплового двигателя быть равен 1,8; 50; 4; 90; 100%?
  

• 10 слайд

  Задача для любителей биологии
  В организме человека насчитывается около 600 мышц. Если бы все мышцы человека напряглись, они вызвали бы усилие, равное приблизительно 25 т. считается, что при нормальных условиях работы человек может развивать мощность 70 – 80 Вт, однако возможна моментальная отдача энергии в таких видах спорта, как толкание ядра или прыжки в высоту. Наблюдения показали, что при прыжках в высоту с одновременным отталкиванием обеими ногами некоторые мужчины развивают в течение 0,1 с среднюю мощность около 3700 Вт, а женщины – 2600 Вт.
  КПД мышц человека равен 20%. Что это значит? Какую часть энергии мышцы тратят впустую?
  

• 11 слайд

  1.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдаёт холодильнику энергию 800 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя?
  2.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдаёт холодильнику энергию 700 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя?
  

• 12 слайд

  КПД теплового двигателя
   = А п/ Аз
   = Qп/ Qз
   = Nп/ Nз
    ВСЕГДА!  00%
   = (А / Q ) 100%
  

• 13 слайд

  Интернет-ресурс:
  http://festival.1september.ru/articles/576788/
  

Краткое описание документа:

Продолжительность урока – 2 академических часа

Тип урока: урок изучения нового материала.

Вид урока: урок-конференция

Цель урока: сформировать понятие теплового двигателя на втором уровне усвоения материала с включением следующих учебных элементов: тепловой двигатель, принцип действия теплового двигателя, КПД теплового двигателя.