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.
Технари
|
Экологи
|
1-й студент
“Тепловой машиной или тепловым двигателем, называется машина в которой
происходит преобразование части тепловой энергии, полученной при сгорании
топлива, в механическую работу”
Я расскажу вам о
первой такой машине – паровая машина Ползунова.
(На листе ватмана
схема паровой машины Ползунова, сделанная студентом. Рассказ сопровождается
демонстрацией схемы. Лист крепится на магнитную доску).
2-й студент
рассказывает о работе отца и сына Черепановых по созданию первого в мире
паровоза.
3-й студент –
рассказывает о работах Отвуда, (демонстрирует фрагменты из диафильма “Тепловые
машины”).
4-й студент
рассказывает о создании паровой турбины, раскрывая проблемы технической
революции.
(Демонстрирует
работу паровой турбины.)
5-й студент
рассказывает о четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, раскрывая
особенности этого двигателя, его устройство (демонстрирует модель
четырехтактного двигателя внутреннего сгорания в разрезе). Обратить внимание
на опорный конспект ОК- II
6-й студент
рассказывает Цикл Карло. Чертит на доске график и дает полное объяснение.
7-й студент рассказывает
КПД теплового двигателя.
Раскрывает
физическую сущность КПД.
Схема:
нагреватель
Рабочее
Тело
Холодильник
КПД –
СИ: ( ) = (%)
А= Q1-Q2 совершенная механическая работа
Зная,
что получим
|
|
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)
Технари
|
Экологи
|
Дано:
1-й
студент
2-й
студент
3- студент
Ответ:
|
|
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.
Технари
|
Экологи
|
Дано:
Ответ:
|
|
Технари
|
Экологи
|
7-й студент раскрывает необходимость создания более экономичных и
более мощных тепловых машин – дизель.
Рассказ сопровождается демонстрацией диапозитивов.
И особо заостряется внимание на схеме работы дизеля.
8-й студент рассказывает о холодильных установках.
9-й студент рассказывает о реактивном двигателе.
|
|
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.
Технари
|
Экологи
|
|
10-й студент рассказывает о влиянии технической революции на
природные ресурсы земли.
11-й студент рассказывает о влиянии технической революции на
атмосферу земли, рост заболеваемости людей, растительного мира.
12-й студент рассказывает о Всемирном движении Гринпис.
13-й студент рассказывает о борьбе за экологию в крае. Демонстрация
экспонатов музея техникума.
|
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.
Наблюдатели
|
14-й студент рассказывает об автомобиле нового поколения
(электромобиль, создание экологически чистого топлива – газ, водород)
15-й студент рассказывает о создании электростанций, использующих
иные источники энергии.
16-й студент – сообщение «новое рабочее тело для холодильных
установок».
|
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)
Паровая
машина
|
Паровая
турбина
|
Двигатель
Внутреннего
сгорания
|
дизель
|
Реактивный
двигатель
|
Холодильные
установки
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По схеме:
-
назначение
-
устройство, схема
-
принцип действия
-
К.П.Д. и способы его
увеличения
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.