Инфоурок / Физика / Конспекты / Конспект урока "Энергия топлива"

Конспект урока "Энергия топлива"


библиотека
материалов

Удельная теплота сгорания. Энергия топлива

Цель урока: Изучить вопросы использования внутренней энергии топлива, выделения тепла при сгорании топлива.

Задачи урока:

обучающие:

  • углубить знания учащихся о топливе;

  • ввести понятие теплоты сгорания топлива;

  • научить определять количество теплоты при сгорании топлива;

развивающие:

  • развивать аналитическое мышление;

  • развивать умения работать с таблицами и делать выводы;

  • устанавливать связь между ранее изученным материалом на уроках естествознания, химии, географиифизики;

  • развивать наблюдательность и внимание.

воспитательные:

  • воспитывать бережное отношение к использованию топливных ресурсов;

  • воспитывать интерес к предмету через показ связи изучаемого материала с реальной жизнью.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Методы: наглядные, словесные.

Технологии: ИКТ при изучении нового материала, проблемно-диалоговые.

Форма работы учащихся: индивидуальная, фронтальная, групповая.

Межпредметные связи: естествознание; географияхимия.

Оборудование:

1. Компьютер, экран, мультимедиапроектор;
2. Образцы различных видов топлива;
3. Презентация в Microsoft Power Point (Приложение);
4. Спирт, бензин, фольга, вата, спички (для эксперемента).

Ход урока:

I. Вводно-мотивационный этап

II. Актуализация знаний

а) Проверка домашнего задания
б) Мотивация урока Слайд1(запишите тему урока в тетрадь)

— Вспомните, пожалуйста, какие виды энергии вы знаете?

— Что называется внутренней энергией?

— Какими способами можно определить внутреннюю энергию?

— Что называется количеством теплоты?

Энергия может выделяется и поглощается. Сегодня мы познакомимся с энергией, которая только выделяется.

Слайд2Главная задача стоящая перед человечеством – научиться использовать внутреннюю энергию различных видов топлива.

Какие виды топлива вы знаете? Слайд3

— Из предложенных образцов коллекции горных пород и минералов выберите их?

— А приходилось ли вам задумываться, что такое топливо? Чем отличается одни виды топлива от другого? Какие требования необходимо предъявить к топливу?

— Как используется энергия, выделяющаяся при сгорании топлива?

На эти вопросы мы найдем ответы на сегодняшнем уроке!

Слайд 4,5(запишем в тетрадь)

Топливо - основа энергетики. В наше время на одного жителя Земли производится более 2 т условного топлива.
К топливу относятся только такие вещества, которые при сгорании выделяют большое количество теплоты.

Топливо –сложное химическое вещество, состоящего их целого ряда элементов: углерода, водорода, серы, кислорода, азота, золы и влаги.

Сейчас внутренняя энергия топлива используется так широко и разнообразно, а иногда и бестолково, что ощущается острая нехватка угля, нефти, газа.

Запасов - меньше, добыча трудней и дороже.
Оптимистический прогноз – запасов хватит лишь на 500 лет!
Слайд 4,5


III. Усвоение новых знаний

Изучаемый вопрос

Деятельность учителя

Деятельность ученика

1.Выделение энергии в процессе горения топлива.

Задание 1  группе: Прочтите материал учебника и ответьте на вопросы.

Работа с  материалом учебника, ответы на вопросы.

2.Расчет количества теплоты, выделяющееся в процессе сгорания топлива.

Задание 2 группе:  Прочтите материал учебника, выпишите определения и формулы.

 

Работа с материалом учебника, выписать определения и формулы.

3.Добыча горючих полезных ископаемых в Казахстане.

Задание 3 группе: Прочтите материал учебника и покажите на карте России месторождения полезных ископаемых.

Работа с материалом учебника и картой России

Задание 1 группы:

Всегда, когда нам нужно вскипятить воду, сварить еду в походе, протопить дом или воспользоваться автомобилем мы почти автоматически используем газ, дерево, уголь, бензин. Не задумываясь о том, почему именно его мы взяли в качестве горючего вещества? А как вы отнесётесь к тому, что гореть может всё? Всё определяется начальными условиями. Если нефть, бензин уголь — углеродосодержащие вещества — горят с выделением тепла, то, скажем, кусок железа тоже можно сжечь при высокой начальной температуре и с большим количеством кислорода.

Давайте попытаемся выяснить, почему в результате сгорания топлива выделяется энергия? Для этого нужно вспомнить строение вещества.

— Все вещества состоят из молекул, между которыми есть промежутки.

Тогда почему вещества не распадаются на отдельные атомы, несмотря на то, что есть промежутки?

— Необходимо преодолеть силы притяжения то есть, совершить работу, а значит затратить энергию.

При разделении молекулы воды на атомы, совершается работа по преодолению сил притяжения между атомами. Следовательно, затрачивается некоторая энергия.

При соединении атомов в молекулу энергия, наоборот, будет выделяться. Следовательно, при горении из атомов образуются молекулы. Использование топлива основано как раз на явлении выделения энергии при соединении атомов.

Топливо-вещество, которое способно гореть и выделять при этом тепло. (запишем в тетрадь) Слайд6

Вспомним из курса химии, какой химический элемент является основным во всех видах топлива?

— Углерод (C), и чем больше атомов углерода в молекуле вещества, тем топливо лучше.

А что является обязательным условием горения? Слайд7

— Наличие кислорода (О2).

Без доступа кислорода, воздуха горение невозможно. Само топливо необходимо поджечь, т. е. надо учитывать температуру воспламенения. Казалось бы, что может быть проще? Но я хочу напомнить вам о том, что умение получить огонь — заметная веха в истории цивилизации.

Получение и освоение огня — заметная страница в истории цивилизации. Археологи установили: остаткам первых костров около 400.000 лет! Тогда огонь получали случайно (напр. от молнии) и поддерживали. Позднее (около 30.000 лет тому назад) безвестные гении научились добывать огонь трением, а еще позднее изобрели огниво, которым и пользовались до XIX века. Спички появились недавно, в 1855 году!

Так же «не спеша» расширялась сфера использования огня: от обогрева пещер и приготовления пищи до плавки металлов и создания в конце 18 века первого универсального теплового двигателя (паровая машина). Сегодня внутренняя энергия топлива нашла широкое применение во всех отраслях производства.

С точки зрения химии горение — это реакция, протекающая с выделением света и тепла. Вещества вступают в соединения не в произвольных отношениях, а в строго определенных. Для того, чтобы зажечь вещество, его необходимо нагреть до температуры, которая называется температурой воспламенения. Например, для угля эта температура равняется 350°С Слайд8, Слайд9, Слайд10



http://doc4web.ru/uploads/files/82/82770/hello_html_m5a86296c.jpg

Каждый атом углерода соединяется с двумя атомами кислорода, при этом образуется молекула углекислого газа и выделяется энергия в виде тепла. Слайд11

Энергия, выделяющаяся при полном сгорании топлива называется теплотой сгорания топлива. Слайд12

При расчёте работы различных двигателей инженеру надо точно знать, какое количество теплоты может выделить сгораемое горючее, надолго ли хватит этого горючего при работе двигателя. Инженер проделывает опыты и находит, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива.

Эксперимент проделывают учащиеся. На один кусочек ваты капаю бензин, а на другой спирт. Помещаю на кусочки фольги и поджигаю. После горения предлагаю дотронуться к кусочкам фольги.

Одинаково ли нагрелись кусочки фольги?

— Кусочек фольги, где сгорел бензин, нагрелся сильнее.

Одинаковая ли энергия будет выделяться при сгорании спирта и бензина?

— Энергия выделяется разная, где бензин больше тепла.

При сгорании топлива энергия выделяется, поэтому разные виды топлива одинаковой массы m при полном сгорании выделяют разное количество теплоты.

Задание 2 группы:

Физическая величина, показывающая какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 1 кг топлива называется удельной теплотой сгорания топлива – g Слайд12


В учебнике на стр. 26 в таблице № 2 приведены значения удельной теплоты сгорания некоторых веществ. (Работа с таблицей № 2) Слайд13


IV. Проверка усвоения новых знаний:

Вопросы учителя учащимся:

Как понимать, что удельная теплота сгорания, например, торфа 1,4·107 Дж/кг

— Это значит, что при полном сгорании торфа массой 1кг выделяется количество теплоты, равное 1,4•107Дж., т.е 14 миллионов Джоулей

А если сжечь 2 килограмма торфа?

— Выделяется теплоты в 2 раза больше, т.е 2,8107 Дж.

А как посчитать количество теплоты, которое выделится при сгорании любой массы топлива?

— Чтобы рассчитать количество теплоты Q.выделяющееся при полном сгорании топлива любой массы, нужно теплоту сгорания q умножить на массу сгоревшего топлива.

Q = qm Слайд14

Задание 3 группы:

Работа у доски с картой полезных ископаемых России

Человек использует топливо именно для того, чтобы потреблять выделяемую энергию. Процесс горения топлива человечество использует в разных областях деятельности:

  • тепловые двигатели (сгорание топлива);

  • тепловые электростанции (сгорание топлива и выработка электроэнергии);

  • обогрев жилища, приготовление пищи и др.

  • в промышленности (работа доменных печей) и т. д.

Поэтому, говоря о сгорании топлива, нельзя не сказать о проблемах, которые встают перед человечеством в этой связи. О каких проблемах идет речь? Конечно же, о проблемах экологии, охраны окружающей среды. Слайд15


Ежегодно при сгорании топлива в воздух попадают сотни миллионов тонн различных вредных веществ: сажа, оксиды углерода, азота, серы: Вы можете сказать, что углекислый газ полезен, потому что растения поглощают его из окружающей среды и в процессе фотосинтеза выделяют кислород. Это действительно так. Но только в умеренных количествах. За последние 30 лет количество углекислого газа повысилось на 15–20%. . В больших городах и вблизи крупных энергетических предприятий накапливается углекислый газ. порождающий парниковый эффект.

К 2020 г. содержание углекислого газа должно еще удвоиться. Углекислый газ препятствует естественному охлаждению Земли, что приводит к повышению средней температуры на 2–3 °С. Это может привести к бурному таянию льдов и повышению уровня Мирового океана на 50-70 м. Увеличение содержания углекислого газа губительно сказывается на всем живом, в том числе на человеке, вызывая различные болезни.

К чему же ведёт интенсивное использование топлива?

— Истощению природных ресурсов, загрязнению окружающей среды.

Какой же вывод из этой ситуации?

— Производить очистку воздуха, ставить фильтры. Беречь лес, увеличивать лесные массивы.

V. Закрепление

Топливо – это…

Топливо подразделяют на …

Главным элементом любого топлива является …

Для горения топлива необходим постоянный приток…

Главная характеристика топлива -…

Она показывает…

Она измеряется…

Она обозначается…

Количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива,… зависит от… топлива и его… Её можно вычислить по формуле…

VI.Подведение итогов урока

VII. Рефлексия

- Я узнал(а) много нового.

  • Мне это пригодится в жизни.

  • На уроке было над чем подумать.

  • На все вопросы, возникающие в ходе урока, я получил(а) ответы.

  • На уроке я работал(а) добросовестно и цели урока достиг(ла)



VIII. Домашнее задание § 10.Ответить на вопросы.

Решение разноуровневых задач (закончить дома).

Разноуровневые задания:

Уровень, А:

1. Процесс горения, связанный с разрушением одних молекул и образованием других, сопровождается….. (закончи предложение).

2. Перечислите углеродосодержащие виды топлива.

3. Какой уголь каменный или древесный — при полном сгорании выделяет больше теплоты, если их массы одинаковы?

4. Можно ли определить, сколько тепла выделит березовое полено при полном сгорании? Если можно, то как это сделать, что необходимо знать?

5. Вычислите, сколько энергии выделится при полном сгорании 200 г. бензина.

Уровень В:

1. Сколько теплоты выделится при полном сгорании сухих сосновых дров объемом 5 м³?

2. При полном сгорании сухих дров выделилось 50 000 кДж энергии. Какая масса дров сгорела?

3. При сгорании пороха массой 3 кг выделилось 11 40 0кДж энергии. Вычислите удельную теплоту сгорания пороха.

4. Смешали бензин объемом 1,5 л и спирт массой 3 кг. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании полученной смеси?

5. Сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы получить столько же энергии, сколько ее выделится при сгорании бензина объемом 6 м³?

Уровень С:

1. Сколько нужно сжечь природного газа, чтобы вскипятить 2 л воды, считая, что на весь процесс необходимо 1300 кДж энергии? (Вода при комнатной температуре 20оС)

2. При подготовке уроков ученик расходует 6 кДж энергии за 1 час на 1 кг своей массы. Эту энергию получают от сгорающей в организме пищи. Сколько сахара нужно съесть, чтобы обеспечить качественную подготовку уроков в течении 2 часов? (При сгорании 1 кг сахара выделяется 17 150 кДж энергии).



Только до конца зимы! Скидка 60% для педагогов на ДИПЛОМЫ от Столичного учебного центра!

Курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации от 1 400 руб.
Для выбора курса воспользуйтесь удобным поиском на сайте KURSY.ORG


Вы получите официальный Диплом или Удостоверение установленного образца в соответствии с требованиями государства (образовательная Лицензия № 038767 выдана ООО "Столичный учебный центр" Департаментом образования города МОСКВЫ).

Московские документы для аттестации: KURSY.ORG


Общая информация

Номер материала: ДВ-109732

Похожие материалы



Очень низкие цены на курсы переподготовки от Московского учебного центра для педагогов

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 60% скидки (только до конца зимы) при обучении на курсах профессиональной переподготовки (124 курса на выбор).

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: KURSY.ORG