- 27.01.2015
- 2859
- 10
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.
2. 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».
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 2<Q 1
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.
η max=(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..
3. 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)
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
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»)
6 664 367 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Сухова Ксения Юлиановна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Мини-курс
6 ч.
Мини-курс
6 ч.
Мини-курс
3 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.