Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Конспекты / Конспект урока по физике «Принцип действия тепловых двигателей. КПД» 10 класс.
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Физика

Конспект урока по физике «Принцип действия тепловых двигателей. КПД» 10 класс.

библиотека
материалов

Урок по физике

«Принцип действия тепловых двигателей. КПД»

10 класс. Физика.


Цель урока: Изучить устройство и принцип действия теплового двигателя, используя технологию развития критического мышления.


Задачи урока:

  1. Продолжить изучение темы «термодинамика».

  2. Разъяснить устройство теплового двигателя.

  3. Продолжить формировать информационную культуру учащихся путём анализа и структурирования информации.


Ход урока:



  1. Стадия вызова.(5 минут)


Ученикам раздаются карточки с таблицей, в которой пустые клетки нужно заполнить. Таблица составлена по теме «Количество теплоты».




Таблица полностью заполненная:

Количество теплоты.

Буквенное обозначение

Единица измерения

Формула

Процесс

Q

Дж

c*m*(t2-t1)

Нагревание или охлаждение

Qпл.

Дж

λ*m

Плавление или кристаллизация

Qп.

Дж

r*m

Кипение (парообразование) или конденсация

λ

Дж/кг

Qпл./m

Плавление или кристаллизация

r

Дж/кг

Qп./m

Кипение (парообразование) или конденсация

c

Дж/кг*К

Q/m*(t2-t1)

Нагревание или охлаждение




Раздаточный материал для учеников.




Таблица для учеников:



Количество теплоты.


Буквенное обозначение

Единица измерения

Формула

Процесс



c*m*(t2-t1)

Нагревание или охлаждение

Qпл.



Плавление или кристаллизация



r*m

Кипение (парообразование) или конденсация

λ



Плавление или кристаллизация

r

Дж/кг





Дж/кг*К


Нагревание или охлаждение






















После заполнения таблицы вывести правильную таблицу на экран или записать на доске. Ученики обмениваются работами и проверяют соседа.

Учитель собирает работы.



  1. Стадия осмысления. (20 минут). Изучение нового материала.


1).Объяснение учителя . Устройство и принцип действия теплового двигателя. Опыт. Цикл Карно.


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

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

Как следствие возникают экологические проблемы.

Часть таких проблем возникает из-за тепловых двигателей.


Тепловой двигатель- это устройство, превращающее внутреннюю энергию топлива в механическую.


Давайте проследим часть пути развития тепловых машин.


Герон Александрийский — древнегреческий математик и механик, в 1 в.н.э. изобрёл паровую машину.


Томас Севери - английский механик и изобретатель, в 1698 году изобрёл паровую машину для откачивания воды из угольных шахт.


Томас Ньюкомен – английский инженер, в 1710 году изобрёл паровую машину, в которой в двигателе пар внутри цилиндра толкал вверх поршень.


Джеймс Уатт - шотландский инженер и изобретатель, в 1769 году изобрёл машину, в которой пар направлялся в отдельную камеру для конденсата.


Иван Иванович Ползунов - русский изобретатель, в 1766 году изобрёл двухцилиндровую паровую машину.


И это только небольшая часть изобретателей, которые работали над созданием тепловых машин.


В основном рабочим телом теплового двигателя является газ, который совершает работу при расширении, а холодильником является атмосфера.

Рассмотрим устройство и принцип работы теплового двигателя. Работа любого теплового двигателя циклична.

Каждый цикл состоит из разных процессов:

- получение энергии от нагревателя;
- рабочего хода;
- передача неиспользуемой части энергии холодильнику

Любая тепловая машина состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника, и это принципиально необходимое условие для непрерывной циклической работы любого теплового двигателя.


2).По учебнику ученики находят и зарисовывают схему теплового двигателя в тетрадь. (назначение каждой части)

Зарисуйте в тетрадь из учебника стр.235 рис.170-«Принцип действия теплового двигателя».


hello_html_6846be24.png




3). Объяснение учителя. КПД.


Если бы теплота смогла самопроизвольно возвращаться от холодильника к нагревателю, то внутренняя энергия могла бы быть полностью превращена в полезную работу с помощью любого теплового двигателя.

Работа совершаемая двигателем равна:


A’ = Q 1- |Q 2|

Q1 – количество теплоты, полученное от нагревания Q1>Q2

Q2 - количество теплоты, отданное холодильнику Q 21


КПД теплового двигателя – это отношение работы совершаемой двигателем, к количеству теплоты полученному от нагревателя.


КПД замкнутого цикла

  η=А/Q1=(Q1-Q2 )/Q1


η<1 !!!! – у всех двигателей некоторое количество теплоты передаётся холодильнику.


Представляет большой интерес нахождение максимально возможного КПД теплового двигателя. Впервые это сделал французский инженер и учёный Сади Карно.


Карно изобрёл машину с идеальным газом в качестве рабочего тела. Идеальный газ – это газ взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало.

ηmax=(T1-T2)/T1

T1 – температура нагревания

Т2 – температура холодильника

КПД машины Карно прямо пропорционален разности абсолютных температур нагревателя и холодильника.

Главное значение доказательства Карно – любая реальная тепловая машина, работающая с нагревателем, имеющим температуру T1, и холодильника с температурой T2, не может иметь КПД, превышающий КПД идеальной тепловой машины.

η =1 если температура холодильника равна нулю.

Температура холодильника практически не м ожжет быть ниже температуры окружающего воздуха.

Увеличиваться температура нагревателя может, но любая материя, а особенно твёрдые тела, при нагревании теряют свои свойства упругости и начинает плавится..


  1. Рефлексия.(15 минут)


Карточки с текстом или ссылки на Интернет - тексты: прочитав текст, ученикам предлагается написать эссе на тему: «Тепловые двигатели. Польза человеку и вред окружающей среде».

Учитель собирает задания и один из учеников читает своё эссе. Обобщаем тему урока, делая общий вывод о вреде тепловых двигателей для окружающей среды и о пользе для человека.




Домашнее задание (5 минут):

1. §84-учить придерживаясь ответов на вопросы стр.238

2. упр.15 (1,2)









Краткое описание документа:

Урок  по физике «Принцип действия тепловых двигателей. КПД»  10 класс.

Цель урока: Изучить устройство и принцип действия теплового двигателя, используя технологию развития критического мышления.

Задачи урока: 

1.       Продолжить изучение темы «термодинамика».

2.       Разъяснить устройство теплового двигателя.

3.       Продолжить формировать информационную культуру учащихся путём анализа и структурирования информации.

 

Стадии урока: Стадия вызова(Ученикам раздаются карточки с таблицей, в которой пустые клетки нужно заполнить. Таблица составлена по теме «Количество теплоты»), стадия осмысления (Объяснение учителя: «Устройство и принцип действия теплового двигателя. Опыт. Цикл Карно», работа с учебником: ученики находят и зарисовывают схему теплового двигателя  в тетрадь (назначение каждой части), Объяснение учителя: «КПД»), рефлексия (ученикам предлагается написать эссе на тему: «Тепловые двигатели. Польза человеку и вред окружающей среде»)

Автор
Дата добавления 27.01.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров1609
Номер материала 343059
Получить свидетельство о публикации

Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх