Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Конспекты / Конспект урока тепловые двигатели
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: 26 апреля.

Подать заявку на курс
  • Физика

Конспект урока тепловые двигатели

библиотека
материалов

Русская народная школа

МКОУ- СОШ №6 им.К.Д.Ушинского











Конспект урока.





«Виды тепловых двигателей.

Экологические проблемы использования тепловых машин».







Учитель: Зимина А.В.







2012год.



Цели урока:



Образовательные:

Расширение и углубление учебного материала, ознакомление с новыми сведениями за счёт обращения к различным литературным источникам.

Формирование экологического сознания учащихся.

Привитие интереса к физике.



Развивающие:

Развитие умения вести рассказ, выступать перед товарищами.

Развитие творческих способностей учащихся.

Воспитательные:

Воспитать чувство патриотизма, ответственности, ….

Участниками семинара являются учащиеся 8 класса. Учащимся предлагается самим выяснить виды тепловых двигателей, проблемы, связанные с их эксплуатацией. Экологическую безопасность машин работающих с использованием тепловых двигателей и написать сообщение, используя научно-популярные книги, журналы, газеты, или оформить газету. Используя полученные знания изобразить машины работающие с использованием тепловых двигателей.

За неделю до урока учащиеся сдают свои работы. Учитель изучает содержание сообщений и составляет план урока.

ХОД УРОКА

1.Организационный этап.

2 мин.

2.Изучение видов тепловых двигателей по схеме.

13 мин.

3. Обсуждение экологических проблем.

4 мин.

4. Экологическая викторина

15 мин.

5.. Подведение итогов

5 мин.







Воспитательные: воспитать чувство патриотизма, гордости











































Учитель:

Сегодня мы с вами проводим урок –семинар по теме «Виды тепловых двигателей. Экологические проблемы использования тепловых машин».

Цель урока :

Учитель:

Эволюция, прогресс … истоки.

Действительно ли история развития тепловых двигателей - это история прогресса?

Что же такое тепловые двигатели?

Тепловым двигателем называется устройство, способное превращать полученное количество теплоты в механическую работу. Механическая работа в тепловых двигателях производится в процессе расширения некоторого вещества, которое называется рабочим телом. В качестве рабочего тела обычно используются газообразные вещества (пары бензина, воздух, водяной пар). Рабочее тело получает (или отдает) тепловую энергию в процессе теплообмена с телами, имеющими большой запас внутренней энергии.

История тепловых двигателей насчитывает не одно столетие, первые тепловые двигатели не всегда переводили тепло в движение, но они являлись прародителями современных двигателей.

Первым устройством для превращения теплоты в работу могла быть паровая пушка «Архитронито». Ее название можно перевести как сильный гром. Описание этого прибора имеется у Леонардо да Винчи, приписывающего его Архимеду. (картинка)

Прообразом теплового двигателя считается созданный в I в. до н. э. выдающимся ученым и изобретателем того времени Героном Александрийским так называемый эолипил.(картинка) Этот эолипил представлял собой полый шар, который можно было заставить вращаться, разведя под ним огонь. Для этого в вертикальной плоскости шар был снабжен двумя выступающими диаметрально противоположными изогнутыми трубками и под ним был установлен сосуд, частично заполненной водой. Когда под сосудом разводили огонь, вода в нем закипала, выделявшийся пар поступал во внутреннюю полость шара по паропроводам и вытекал из нее по изогнутым трубкам, вызывая вращение шара.









Учитель:

Давайте мы совершим «экскурсию» в мире истории развития тепловых двигателей и выясним, где эти двигатели нашли применение. На доске у нас изображены «пункты» нашего путешествия. Первый «пункт» паровые машины и турбины.

Паровые машины и паровые турбины.

О движущей силе пара люди знали с глубокой древности. Первым устройством для превращения теплоты в работу могла быть паровая пушка "Архитронито". Ее название можно перевести как сильный гром. Описание этого прибора имеется у Леонардо да Винчи, приписывающего его Архимеду. Некоторые специалисты считают, что речь идет не о подлинном Архимеде и изобретение относится к более позднему периоду. Такая пушка вполне могла существовать, но ее нельзя, конечно, считать двигателем. Поэтому прообразом теплового двигателя считается созданный в I в. до н. э. выдающимся ученым и изобретателем того времени Героном Александрийским так называемый эолипил и предназначалось как игрушка.

О том как развивалась история начина от парового двигателя до паровой турбины нам расскажет…….

Ученик делает доклад, подготовленный дома по заданию учителя.

Одним из первых попытался воспользоваться этой силой французский физик Дени Папен (1647-1714). Он пришел к идее пароатмосферного двигателя, представляющего собой цилиндр с поршнем, который мог подниматься под давлением пара и опускаться при его конденсации. Однако ученый так и не смог создать работоспособное устройство. УАТТ Джеймс (1736-1819) - английский изобретатель член Лондонского королевского общества с 1757 работал механиком в университете в Глазго, где познакомился со свойствами водяного пара и пользуясь котлом Д. Папена, (картинка) в 1765 построил экспериментальную машину с диаметром цилиндра 16 см, а в 1768 — первую большую паровую машину. К 1784 году создание универсального парового двигателя было фактически закончено, и он стал основным средством получения энергии в промышленном производстве. Уатт ввёл первую единицу мощностилошадиную силу (позднее его именем была названа другая единица мощностиватт).

История техники полна примеров, когда изобретатели разных стран независимо друг от друга работали над решением общей задачи. Яркий пример такого «международного сотрудничества» – создание паровой турбины.

Первый важный шаг в разработке нового технического средства, потеснившего паровую машину, сделал шведский инженер Карл Густав Патрик Лаваль (1845-1913). Паровая турбина Лаваля представляет колесо с лопатками. Струя пара образующегося в котле, вырывается из трубы(сопла), давит на лопасти и раскручивает колесо. Экспериментируя с разными трубками для подачи пара, конструктор пришел к выводу, что они должны иметь форму конуса. Так появилось применяемое до настоящего времени сопло Лаваля.

Следующий шаг в разработке турбин сделал изобретатель из Англии Чарльз Алджернон Парсонс (1854 – 1931). Он соединил паровую турбину с генератором электрической энергии. С помощью турбины стало возможно вырабатывать электричество, и это сразу повысило интерес общества к паровым турбинам.

Учитель:

Мы с вами услышали о европейских физиках и инженерах, а были ли Российские инженеры , которые использовали силу пара? Конечно, и примером является Иван Иванович Ползунов. Рассказ о работе Ползунова нам подготовил(а)……

Ученик рассказывает о паровой машине И.И.Ползунова.

В алтайской глуши к шестидесятым годам XVIII в. сформировался замечательный человек. Изобретатель и конструктор, технолог и машиностроитель, строитель пильных мельниц и рудотолчейно-промывальных предприятий, знаток руд и строительных материалов, опытный горняк и металлург, механик и математик, физик и метеоролог, мастер тонких опытов и искусник в приборостроении, педагог и график - таким был этот выдающийся представитель русской технической мысли. – Иван Иванович Ползунов. Он поставил перед собой задачу создать "огненную машину, способную по воле нашей, что будет потребно исправлять". В 1765 г. началось строительство, но вести его пришлось в полном несоответствии с тем, как хотел изобретатель. Вместо небольшой опытной установки пришлось сразу приступить к сооружению огромной производственной "машины большого корпуса". Вопреки необходимости предварительно освоить новую технику и подготовить людей пришлось немедленно заняться грандиозным по тому времени строительством, сооружая машину, достигавшую высоты 11 метров. Основными помощниками Ползунова считались юные ученики, особенно Дмитрий Лезвин и Иван Черницын. На исходе 1765 г. теплосиловая установка Ползунова была закончена. На берегу заводского пруда возвышалось машинное здание высотой более 18 метров. В условиях феодально-крепостнического производства паровая машина И. И. Ползунова не могла, конечно, получить всеобщего распространения. Однако использование отдельных машин и, во всяком случае, использование уже построенной машины было и возможным, и целесообразным.

Учитель:

Я думаю, вы знаете, что в нашем городе есть улица имени Ивана Ивановича Ползунова. И после сегодняшнего урока вам будет понятно, за какие заслуги Иван Иванович был удостоен такой чести.

Учитель:

Одна из главных областей применения паровых турбин – двигательные установки средств передвижения. Паровозы, пароходы – прогрессивные средства передвижения 19 века. ЧЕРЕПАНОВЫ, российские изобретатели, крепостные заводчиков Демидовых: отец Ефим Алексеевич (1774-1842) и сын Мирон Ефимович (1803-49). Построили первый в России паровоз. Паровые автомобили- первые самодвижущиеся экипажи. Телега – впереди которой медный котел подвешен, будто суп везут. В 1869 году во Франции братьями Пьером и Эрнестом Мишо был создан первый мотоцикл. Он представлял собой велосипед с маленьким одноцилиндровым паровым двигателем. Блок на двигателе соединялся с блоком на заднем колесе с помощью гибкого кожаного ремня.

Неудобство паровых машин привело к быстрой замене парового котла на двигатель внутреннего сгорания.





Учитель:

Вот мы с вами и переходим к следующему «пункту» нашей экскурсии – двигателю внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания, тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей полости, преобразуется в механическую работу.

Создавали двигатель внутреннего сгорания в середине XIX века, когда на транспорте безраздельно господствовала паровая машина. В то время улицы освещались газовыми фонарями. Свойства нового топлива натолкнули на мысль, что перемещать поршень в цилиндре может не пар, а газовая смесь.

Первый двигатель, работавший на светильном газе, изобрел в 1860 году французский механик Этьен Ленуар (1822-1900).Конструкция имела все основные черты бедующих автомобильных двигателей: две свечи зажигания, цилиндр с поршнем двустороннего действия, двухтактный рабочий цикл. И все же конструкция Ленуара была прообразом реального двигателя, она требовала серьезного усовершенствования. Коэффициент полезного действия этого двигателя был всего лишь 4%.

В 1880-х гг. О. С. Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель. В 1897 нем. инженер Р. Дизель, работая над повышением эффективности двигатель внутреннего сгорания, предложил двигатель с воспламенением от сжатия. Усовершенствование этого двигателя внутреннего сгорания на заводе Л. Нобеля в Петербурге (ныне «Русский дизель») в 1898—99 позволило применить в качестве топлива нефть. В результате этого ста двигатель внутреннего сгорания становится наиболее экономичным стационарным тепловым двигателем.

В 1883 году Готлиб Даймлер предлагает конструкцию двигателя, который работает и на газе, и на бензине. Переход от газа на бензин позволил почти в два раза увеличить мощность двигателя.







В 1901 в США был разработан первый трактор с двигателем внутреннего сгорания. Дальнейшее развитие автомобильных позволило братьям О. и У. Райт построить первый самолёт с двигателем внутреннего сгорания., начавший свои полёты в 1903. В том же 1903 русские инженеры установили двигатели внутреннего сгорания на судне «Вандал», создав первый теплоход. В 1924 по проекту Я. М. Гаккеля в Ленинграде был создан первый, удовлетворяющий практическим требованиям поездной тепловоз.

 Применение двигателя внутреннего сгорания.

Газотурбинные двигатели.

Газотурбинный двигатель был создан в первой половине XX века. Основной частью двигателя стала газовая турбина. Воздух в газотурбинных двигателях сжимается компрессором и подается в камеру сгорания, в которую вводится жидкое топливо или горючий газ. На электростанциях газотурбинные установки используются в пиковое время. Дело в том что в потребление электроэнергии в разное время суток очень неравномерно. Изменить режим работы паровой турбины нелегко, так как пар аккумулирует большое количество теплоты и для охлаждения нужно много времени. Газотурбинные двигатели легко ввести в работу. Их запускают в момент, когда потребление резко возрастает.

Наибольшее распространение газотурбинные двигатели получили в авиации, в качестве тяговых двигателей грузовых автомобилей, кораблей и подводных лодок. (картинка)

Реактивные двигатели.

Реактивные двигатели подразделяются на воздушно-реактивные и ракетные. Воздушно реактивные двигатели используются для полетов в плотных слоях атмосферы. Ракетные двигатели могут работать в безвоздушном пространстве, то есть в космосе. (картинка ) Поршневые моторы внутреннего сгорания верой и правдой служили авиации долгие годы. Росла их мощность, но настал момент, когда моторы по габаритам, и по весу сделались просто не подъемными для крылатых машин. И тогда на смену им пришли реактивные двигатели. Подавляющее большинство таких двигателей обходится без воздушных винтов.

Упрощенная реактивного движения двигателя выглядит так: турбина(1) вращает вентилятор (2) , который разгоняет поток воздуха, поступающего в камеры сгорания (3). Здесь он смешивается с топливом из бака (4), смесь сгорает, и образуется смесь газа, значительно превышающая массу воздуха, поступившего в двигатель. Вырываясь наружу, струя горячего газа создает тягу, приводящую в движение самолет.



Пневматические двигатели.

Пневматические двигатели представляют собой поршневую машину, «топливом» для которой служит сжатый воздух или углекислый газ. Они работают почти бесшумно, им не нужны горючие вещества, они не выделяют вредных выхлопных газов, просты в эксплуатации.





Паровые машины оказались победителями среди тепловых машин. Они единственные служат и сейчас на тепловых и атомных электростанциях и мощных судах!



Тепловые двигатели имеют исключительно важное значение в жизни человеческого общества, развитии техники, энергетики и транспорта. Изобретение паровой машины имело исключительно большое значение для перехода к машинному производству, сделало возможным изобретение парохода(1807), и паровоза (1814).Изобретение паровой турбины позволило резко увеличить мощности электростанций. В настоящее время паровая турбина—основной первичный двигатель на тепловых и атомных электростанциях.

Учитель: Сегодня невозможно представить себе человечество без тепловых машин.Но велик и вред, который приносят тепловые машины.. Возникла ситуация, когда человек должен бороться за сохранения своего дома -природы. Какие экологические проблемы стоят перед человечеством в связи с использованием тепловых двигателей?

Тепловые потери в различных тепловых двигателях приводят к повышению внутренней энергии окружающих тел и в конечном счете атмосферы. Сформулируем первую проблему.

Ученики: Тепловое загрязнение.

Учитель: Какие последствия это может вызвать?

Ученики: Это может привести к интенсивному таянию ледников и катастрофическому повышению уровня Мирового океана, к изменению природных комплексов, что существенно изменит условия жизни человека на планете.

Учитель: Велики потери топлива при хранении и заправке, за счёт проливов, утечек, испарения. Сформулируем вторую проблему.

Ученики: Происходит загрязнение атмосферы, почв.

Учитель: К каким последствиям может это привести?

Ученики: Гибели растений, животных и в конечном итоге – людей.

Учитель: Как можно решить эти проблемы?

Ученики: Там, где хранится горючее, не должно быть сквозняков; заливать бензином канистры или цистерны лучше полностью, под “горло”, чтобы площадь поверхности бензина была минимальной, это уменьшит его потери на испарение. Использование очистных сооружений.

Учитель: Использование ракетных реактивных двигателей на жидком топливе и атомных электростанций приводит к попаданию радиоактивных веществ в атмосферу, почву и воду.

Сформулируйте эту проблему?

Ученики: Радиоактивное загрязнение среды.

Учитель: Какие проблемы это может вызвать?

Ученики: Тяжелые заболевания людей и животных, генные мутации.

Учитель: как можно решить эти проблемы?

Ученики: Уменьшить потери радиоактивных веществ, устройство надежных могильников радиоактивных отходов.

Учитель: Тепловые машины могут нанести огромный вред окружающей среде, Однако человечество не может отказаться от использования машин в своей деятельности. Чтобы произвести одну и ту же необходимую работу, следует повысить КПД двигателя, что позволит расходовать меньше топлива, т. е. позволит не увеличивать энергопотребление. Бороться с негативными последствиями применения тепловых машин можно только путем увеличения эффективности использования энергии, путем ее экономии.

Мы с вами обсудили экологические проблемы, теперь проведем викторину на эту тему.

Вопросы к экологической викторине:

1. Почему бочка для хранения бензина должна закрываться пробкой с резиновой прокладкой, причем очень плотно?

2. В какое время года потери бензина на испарение максимальны и почему?

3. Почему резервуары с бензином предпочтительнее размещать под землёй?

4. Подсчитано, что если для заправки бензином использовать ведро, то в год потери горючего (на одну автомашину) составят до 200 кг. Каковы причины этих потерь?

По окончании викторины учитель просит учащихся на листочке ответить на вопрос: “Что может сделать каждый из вас, чтобы спасти Землю от загрязнения двигателями внутреннего сгорания?”.

Листочки с ответами учащиеся прикрепляют к заранее оформленной газете о двигателях внутреннего сгорания.

Учитель: Мы с вами обсудили тему “Тепловые двигатели: “за” и “против”. Узнали о видах тепловых двигателей, историю их развития и где они используются. Обсудили экологические проблемы, связанные с применением тепловых машин, каждый из вас сделал для себя вывод, как он будет беречь Землю.







Далее идёт обсуждение экологических проблем.

Сейчас было названо несколько экологических проблем:

Повышение теплового фона планеты

- загрязнение воздушного бассейна,

- загрязнение водоёмов,

- загрязнение почв,

- шумовое загрязнение.

Какие пути решения этих проблем вы можете предложить?

Далее учащиеся, подготовившие сообщения на эту тему, рассказывают о возможности решения этих проблем:

- очистные фильтры,

- другие виды топлива,

- электромобили.

Благодарю всех ребят, принявших активное участие в подготовке и проведении урока. Все получат отличные оценки.

Однако при повышении ежегодного использования первичных энергоресурсов всего в 100 раз средняя температура на Земле повысится примерно на 1°С. Дальнейшее повышение температуры может привести к интенсивному таянию ледников и катастрофическому повышению уровня Мирового океана, к изменению природных комплексов, что существенно изменит условия жизни человека на планете. Но темпы роста энергопотребления увеличиваются, и сейчас создалось такое положение, что до увеличения температуры атмосферы потребуется всего несколько десятков лет.



Топки тепловых электростанций, двигатели внутреннего сгорания автомобилей, самолетов и других машин выбрасывают в атмосферу вредные для человека, животных и растений вещества, например сернистые соединения (при сгорании каменного угля), оксиды азота, углеводороды, оксид углерода (угарный газ СО), хлор и т. д. Эти вещества попадают в атмосферу, а из нее — в различные части ландшафта.



Особую опасность в увеличении вредных выбросов в атмосферу представляют двигатели внутреннего сгорания, установленные на автомобилях, самолетах, ракетах.


Применение паровых турбин на электростанциях требует много воды и больших площадей, занимаемых под пруды для охлаждения отработанного пара.


Из-за большого энергопотребления в ряде регионов планеты возможность самоочищения их воздушных бассейнов оказалась уже исчерпанной. Необходимость значительно снизить выброс загрязняющих веществ привела к использованию новых видов топлива, в частности к строительству атомных электростанций (АЭС).

Но на атомных электростанциях встают другие проблемы: захоронение опасных радиоактивных отходов, а также проблема безопасности. Это показала катастрофа на Чернобыльской АЭС. При решении экологических проблем, связанных с использованием тепловых машин, важнейшую роль должны играть постоянная экономия всех видов энергии, переход на энергосберегающие технологии.



Краткое описание документа:

Урок по физике в 8 классе. Проводился как обощающий к главе изучения тепловые явления.Рассамтривались не только современные машины, но и исторические, различных типов тепловые, бензиновые и дизельные. Учащимся были заранее даны задания о поиске информации по данным машинам. На уроке рассматривались вопросы экологии, какие машины сильнее загрязняют окружающую среду, какие меньше и как решить эти проблемы. Для проведения урока есть презентация.Уелью урока было не только обощение и углубление знаний по физике, но и привитие интереса к технике и проблемам экологии. Развитие навыков учащихся к самостоятельной работе с источниками.

Автор
Дата добавления 14.05.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров1266
Номер материала 529958
Получить свидетельство о публикации

"Инфоурок" приглашает всех педагогов и детей к участию в самой массовой интернет-олимпиаде «Весна 2017» с рекордно низкой оплатой за одного ученика - всего 45 рублей

В олимпиадах "Инфоурок" лучшие условия для учителей и учеников:

1. невероятно низкий размер орг.взноса — всего 58 рублей, из которых 13 рублей остаётся учителю на компенсацию расходов;
2. подходящие по сложности для большинства учеников задания;
3. призовой фонд 1.000.000 рублей для самых активных учителей;
4. официальные наградные документы для учителей бесплатно(от организатора - ООО "Инфоурок" - имеющего образовательную лицензию и свидетельство СМИ) - при участии от 10 учеников
5. бесплатный доступ ко всем видеоурокам проекта "Инфоурок";
6. легко подать заявку, не нужно отправлять ответы в бумажном виде;
7. родителям всех учеников - благодарственные письма от «Инфоурок».
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://infourok.ru/konkurs


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


Идёт приём заявок на международный конкурс по математике "Весенний марафон" для учеников 1-11 классов и дошкольников

Уникальность конкурса в преимуществах для учителей и учеников:

1. Задания подходят для учеников с любым уровнем знаний;
2. Бесплатные наградные документы для учителей;
3. Невероятно низкий орг.взнос - всего 38 рублей;
4. Публикация рейтинга классов по итогам конкурса;
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://urokimatematiki.ru

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