Разработка урока по физике "Паровая турбина. КПД тепловых двигателей"

Физика 8

Тема. Паровая турбина. КПД тепловых двигателей.

Цель: - Сформировать понятие учащихся об устройстве и принципе действия паровой и газовой турбины, сформировать понятие коэффициента полезного действия тепловых двигателей и способов его повышения;

- развивать познавательный интерес к предмету; научное мировоззрение, логическое мышление при решении задач;

- воспитывать умение рациональной организации бюджета времени, содействовать экологическому воспитанию школьников, обратив внимание на проблемы загрязнения атмосферы Земли.

Тип: комбинированный

Методы: беседа, тестирование, объяснительно-иллюстративный, информационно-технологический.

Оборудование: компьютерная программа тестирования, модель двигателя внутреннего сгорания и паровой турбины, насос, компьютеры.

Мониторинг: компьютерное тестирование.

Ход урока.

1. Оргмомент.

Проверка готовности учащихся к уроку.

2. Проверка домашнего задания.

Проведение компьютерного тестирования

3. Актуализация знаний.

Беседа:

1. 1. Что называют тепловым двигателем?

   2. Кем и когда был впервые изобретен тепловой двигатель?

   3. Какие виды тепловых двигателей вы знаете?

4. Изучение нового материала.

1. Вступительное слово.

- Двигатель внутреннего сгорания мы уже изучили. А сегодня на уроке мы с вами познакомимся с устройством и принципом действия паровой и газовой турбины, а также с понятием коэффициента полезного действия тепловых двигателей. Сообщение учащимся темы и целей урока. (Слайд № 1)

2. Устройство и принцип действия паровой турбины. (слайд № 2, 3) - устройство турбины; продемонстрировать принцип действия паровой турбины на модели.

Вопрос: назовите основные части паровой турбины с помощью слайда № 4. Зарисуйте схему паровой турбины и запишите соответствующие обозначения.

3. Общая схема теплового двигателя. (Слайд № 5)

- нагреватель;

- рабочее тело;

- холодильник.

4. Потери энергии теплового двигателя и КПД. (Слайд № 6, 7, 8)

Отношение совершенной полезной работы двигателя к энергии, полученной от нагревателя, называют коэффициентом полезного действия теплового двигателя.

или

5. Схема энергетического баланса автомобильного двигателя. (слайд № 9).

Вопрос: Коэффициент полезного действия не может быть больше 1 или 100%. Объясните почему?

а) Разобрать с учащимися способы увеличения КПД двигателя. (уменьшить трение, добиваться полного сгорания топлива, Использовать наиболее эффективное топливо, уменьшить потери тепла в окружающую среду).

б) Обратить внимание на отработанные газы и загрязнение окружающей среды тепловыми двигателями.

5. Физкультминутка.

6. Закрепление материала.

1. Решение задач. У каждого уч-ся индивидуальная задача с выбором ответа. При нахождении правильного ответа на экране монитора появляется тип двигателя, которому соответствует полученное значение КПД.

1. 1. Первый гусеничный трактор конструкции А.Ф. Блинова, 1988 г., имел два двигателя. За 1 час он расходовал 5 кг топлива, у которого удельная теплота сгорания равна 30·10⁶ Дж/кг. Вычислите КПД трактора, если совершенная им полезная работа равна 5400 кДж. (Q₁ = 150 МДж, КПД = 3,6%)

   2. Тепловой двигатель совершил полезную работу, равную 23·10⁶ Дж, и при этом израсходовал бензин массой 2 кг. Вычислите КПД этого двигателя. (Q₁ = 92 МДж, КПД = 25%)

   3. Определите КПД теплового двигателя, если он совершил полезную работу 48000 кДж, а количество теплоты, полученное от нагревателя составило 150000 кДж. (32 %)

   4. Определите КПД теплового двигателя, если он совершил полезную работу 4·10⁴ Дж, а количество теплоты, полученное от нагревателя составило 10⁵ Дж. (КПД = 40%)

   5. Определите КПД теплового двигателя, если количество теплоты, отданное холодильнику 530 кДж, а количество теплоты, полученное от нагревателя составило 1000 кДж. (КПД = 47%)

После решения задач продемонстрировать таблицу КПД некоторых тепловых двигателей. (слайд № 10)

2. Фронтальный опрос.

- Из каких элементов состоит любой тепловой двигатель?

- Что такое КПД двигателя?

- Как можно рассчитать КПД теплового двигателя?

- Какими способами можно увеличить КПД двигателя?

7. Итог урока.

Что нового вы сегодня узнали на уроке?

8. Домашнее задание.

§ 23, 24. Задание 5 (выбрать каждому тему)

Л. № 1144 - для слабых и средних учащихся.

№ 1146 – для сильных учащихся.