ГБПОУ КК Венцы-Заря сельскохозяйственный техникум

Конспект интегрированного урока по  физике и экологии

Тема: «Принцип действия тепловых машин, КПД теплового двигателя. Роль тепловых двигателей в народном хозяйстве и охрана природы»

П.Венцы

Тема урока: Принцип действия тепловых машин, КПД теплового двигателя. Роль тепловых двигателей в народном хозяйстве и охрана природы.

         Цель:

1. Уметь объяснить:

-                                 принцип действия тепловых машин и холодильной установки;

-                                 физический смысл цикла Карло;

-                                 роль тепловых двигателей в народном хозяйстве;

-                                 методы профилактики и борьбы с загрязнением окружающей среды.

2. Решать задачи на определение КПД тепловых двигателей.

3. Разведение обобщенных знаний и целостного представления о практическом применении законов термодинамики.

4. Развитие межпредметных практических умений

при решении вопросов охраны природы.

5. Патриотическое воспитание.

Оборудование:

-                                 модель разреза паровой машины;

-                                 модель разреза четырехтактного двигателя

-                                 внутреннего сгорания;

-                                 диафильм «Тепловые машины», демонстрация работы паровой турбины;

-                                 опорный конспект по физике;

-                                 опорный конспект по экологии.

Урок ведут оба преподавателя.

Урок проводится в игровой форме. Но конспект урока записывают:

         Материал по физике – в тетрадях по физике.

         Материал экологический – в тетрадях по экологии.

         Класс делится по рядам на три группы:

                   I ряд – технари

                   II ряд - наблюдатели

                   III ряд – экологи

Студентам заранее даны темы выступлений, которые они готовили самостоятельно (опережающее задание).

         Темы самостоятельно подготовленного материала:

         По физике:

-                                 Изобретение паровой машины. Работа Ползунова, отца и сына Черепановых, Отвуда.

-                                 Изобретение паровой турбины;

-                                 Изобретение четырехтактного двигателя внутреннего сгорания;

-                                 Цикл Карло;

-                                 Дизель;

-                                 Реактивный двигатель;

-                                 Холодильные установки.

По экологии:

-                                 “Гринпис”

-                                 Влияние технической революции на природные ресурсы земли.

-                                 Влияние технической революции на атмосферу земли.

Для наблюдателей:

-                                 Автомобиль нового поколения (автомобиль, создание экологически чистого топлива);

-                                 Создание электростанций, использующих иные источники энергии;

-                                 Новое рабочее для холодильных установок.

На столах перед студентами ОК (опорные конспекты) I, II, III. В конспектах выделен основной материал урока, который студенты фиксируют в своих тетрадях.

Все рассказы студентов должны быть четкими, краткими, но в то же время содержать достаточно полную информацию по данному материалу.

Ход урока:

Преподаватель физики (П.Ф.) – мы закончили изучение довольно сложного раздела физики “термодинамика”, а в завершении рассмотрим практическое применение изученных нами тепловых процессов.

Некоторые вопросы Вы рассматривали в курсе школьной программы. Но более подробно рассмотреть физику процессов мы сможем лишь сейчас – изучив раздел- “термодинамика”.

Цель нашего занятия:

-                                 Рассмотреть принцип действия типовых машин и холодильной установки;

-                                 Уметь представить графически те процессы, которые происходят во время работы тепловых машин и объяснить их физический смысл;

-                                 Определять КПД тепловых двигателей и рассмотреть параметры от которых зависит его величина;

-                                 И в результате какова же роль тепловых двигателей в народном хозяйстве.

Преподаватель экологии (П.Э.) – Технический процесс охватил все человечество, всю планету. Совершенствовались средства передвижения, механизмы, с появлением больших мощностей возникли гиганты заводы, фабрики,… Индустриализация захватила человека и повлекла за собой. Но только ли благо дала эта гонка за техническим совершенством? Об этом нам сегодня расскажут наши представители всемирного экологического движения “Гринпис”. Загрязнение экологии, болезни подкараулили человека и внезапно обрушились на него, неся невосполнимые утраты. Как быть?

П.Ф- а ответ на этот вопрос опять же сможем дать дальнейшее развитие техники. И об этом мы узнаем из сообщений представителей академии наук.

П.Ф- И так жизнь требует создания механизмов, позволяющих дать большие мощности развивающимся производствам. Обратите внимание на ОК- I.

Здесь представлена хронологическая таблица создания тепловых машин. А более подробно об этих машинах мы сейчас узнаем.

П.Ф. – Если Вы внимательно посмотрите на ОК- I , на нем представлены примерные КПД,  рассмотренных нами тепловых машин. А сейчас решим ряд задач на рассмотренные нами формулы КПД.

Рымкевич А.П. №538

         Температура нагревателя идеальной тепловой машины 117*С, а холодильника 27*С. Количество теплоты, получаемое машиной от нагревателя за 1с. равно 60 к Дж. Вычислить КПД машины, количество теплоты, отдаваемое холодильнику в 1 с. и мощность машины. (К доске идут студенты из числа наблюдателей 3 человека одновременно, каждый решает задачу на отдельный вопрос)

         П.Ф. – следующую задачу решают 2 студента на время у доски из числа наблюдателей.

   Рымкевич А.П. №539

         В идеальной тепловой машине за счет каждого килоджоуля  энергии получаемой от нагревателя совершается работа 300 Дж. Определить КПД машины и температуру нагревателя, если температура холодильника 280К.

         Время на решение задачи 5 минут. По сигналу преподавателя начинается решение задачи.

П.Э.- Но как всегда за хорошими, благими намерениями скрываются определенные «издержки», которые могут на «нет» свести все достижения и открытия.

         Обратите внимание на ОК – III.

         П.Ф.- Как же быть? С одной стороны механизмы нам необходимы. С другой стороны – они опасны и вредны настолько, что следует задуматься о их применении.

         П.Э. – И так выход найден. Идет работа по созданию новых экономичных и экологически чистых тепловых машин.

         П.Ф.- Проверим как вы усвоили материал на уроке:

-                                 Какую машину называют тепловой?

-                                 Почему на полезную работу затрачивается лишь часть теплоты, получаемой рабочим телом от нагревателя?

-                                 Как определяется термодинамический К.П.Д. тепловой машины и каково его практическое значение?

-                                 Как можно увеличить К.П.Д. реальной тепловой машины?

-                                 На какие виды и по какому признаку делятся тепловые машины?

Домашнее задание по физике – Учебник

Гладков «Сборник задач».Решить задачи

Составить сводную таблицу

«Тепловые машины(двигатели)

По схеме:

-                                 назначение

-                                 устройство, схема

-                                 принцип действия

-                                 К.П.Д. и способы его увеличения