Конспект урока физики на тему: КПД тепловых двигателей.

Принцип действия тепловых двигателей. КПД тепловых двигателей.

Цели:   - раскрыть физические принципы действия тепловых двигателей, показать примеры их использования.

  - обеспечить усвоение учащимися теории, систематизировать полученные знания.

  - совершенствовать умения составления краткого конспекта по ходу рассказа

Методы обучения: монологическое изложение, наглядность

Тип урока: лекция (изучение нового материала).

Оборудование: презентация по теме «Тепловые двигатели», диск компании «Физикон» - «Физика. 7-11 классы. Практикум»

Ход урока.

     I.          Актуализация прежних знаний и способов действия.

·         Какие процессы могут происходить в газах ? Что это за процессы?

·         Назовите закон для изотермического, изобарного, изохорного процесса. Что является графиками этих процессов?

·         Как рассчитать внутреннюю энергию газа? Работу газа?

·         Сформулировать первый закон термодинамики.

·         Как применить данный закон для изобарного процесса? Изменение каких параметров равно нулю?

·         Как применить данный закон для изохорного процесса? Изменение каких параметров равно нулю?

·         Как применить данный закон для изотермического процесса? Изменение каких параметров равно нулю?

·         Как применить данный закон для адиабатного процесса? Изменение каких параметров равно нулю?

·         При быстром сжатии газа температура его повысилась. Можно ли сказать, что

- газу сообщено некоторое количество теплоты? (нет)

- внутренняя энергия газа увеличилась? (да)

  II.          Изучение нового материала.

1.          Тепловые машины и развитие техники.

Развитие энергетики является одной из важнейших предпосылок научно-технического прогресса. Мощный расцвет промышленности и транспорта в XIX веке был связан с изобретением и усовершенствованием тепловых двигателей.

Тепловые двигатели – устройства, преобразующие внутреннюю энергию топлива в механическую. (Презентация – слайд 25)

2.          Принцип работы тепловых двигателей.

В работе всех двигателей можно выделить следующие общие черты:

1)          энергия топлива ® механическая энергия.

При этом энергия топлива сначала превращается во внутреннюю энергию газа или пара, нагретых до высокой температуры. (слайд 26)

2)          Необходимо наличие двух тел с различными температурами. Они называются нагревателем и холодильником. Кроме того, необходимо рабочее тело (пар или газ).

В процессе работы теплового двигателя рабочее тело забирает у нагревателя некоторое количество теплоты Q₁ и превращает часть его в механическую энергию А, а непревращенную часть теплоты Q₂ передает холодильнику.

По закону сохранения и превращения энергии A=Q₁-Q₂

3)                 Работа любого теплового двигателя циклична.

-        Каждый цикл состоит из разных процессов:

-        получение энергии от нагревателя;

-        рабочего хода (расширения рабочего тела и превращения части полученной энергии в механическую);

-        передачи неиспользованной части холодильнику.

Наличие нагревателя, рабочего тела и холодильника – принципиально необходимое условие для непрерывной циклической работы любого теплового двигателя.

3.  КПД теплового двигателя. (слайд 27)

           

Для идеального двигателя цикл Карно (С. Карно – французский физик): (слайд 28,29)

 (слайд 30)

а)            не зависит от Q, r, V, m топлива;

б)           является функцией только температур.

III.          Работа с моделью «Цикл Карно»

При работе с моделью обращаю внимание учащихся на температуры нагревателя и холодильника, их разницу, что при этом происходит с КПД идеального двигателя. Кроме того, рассматриваем скорости молекул – при демонстрации прошу отметить как они будут изменяться при изотермическом и адиабатном процессе.

Под моделью сосуда находится энергетическая диаграмма, на которой отражены все основные параметры: при проведении эксперимента, можно увидеть их изменение.

IV.          Домашнее задание: § 58, задачи (К), с.210 № 1-5.