Разработка урока по теме "Тепловые двигатели" с использованием сингапурских структур обучения

• 1 слайд

  Что общего у автобуса и самолета,
  у автомобиля и ракеты?
  

• 2 слайд

  Тепловые двигатели
  
  
  

• 3 слайд

  Что такое тепловой двигатель?
  
  
  Тепловой двигатель – это устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию.
  

• 4 слайд

  Типы тепловых двигателей.
  Паровая машина
  Двигатель внутреннего сгорания
  Паровая и газовая турбины
  Реактивный
  Атомный
  

• 5 слайд

  Устройство теплового двигателя
  Три основных элемента любого теплового двигателя:
  1.Нагреватель, сообщающий энергию рабочему телу.
  2. Рабочее тело (газ или пар), совершающее работу.
  3.Холодильник, поглощающий часть энергии от рабочего тела.
  

• 6 слайд

  Принцип действия теплового двигателя
  Принцип действия теплового двигателя основан на свойстве газа или пара при расширении совершать работу.
  В процессе работы теплового двигателя периодически повторяются расширения и сжатия газа.
  Расширения газа происходят самопроизвольно, а сжатия под действием внешней силы.
  

• 7 слайд

  Нагреватель. T₁
  Холодильник. T₂
  Рабочее тело
  Q₁
  Q₂
  Q₁ - Q₂= A
  Как работает тепловой двигатель?
  

• 8 слайд

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

• 9 слайд

  АП – полезная работа,
  Q1 – количество теплоты, полученное от нагревателя,
  Q2 – количество теплоты, отданное холодильнику.
  

• 10 слайд

  КПД тепловых двигателей:
  Паровая машина 8-12%
  ДВС 20-40%
  Паровая турбина 20-40%
  Дизель 30-36%
  Атомный двигатель до 65%
  

• 11 слайд

  Джеймс Уатт
  В 1782 году Уатт создал первую универсальную паровую машину двойного действия. Пар поступал в цилиндр попеременно то с одной стороны поршня, то с другой. Поршень совершал и рабочий и обратный ход с помощью пара, чего не было в прежних машинах. Он использовал тяжелый маховик, центробежный регулятор скорости, дисковый клапан и манометр для измерения давления пара.
  Паровая машина Уатта стала изобретением века, положившем начало к промышленной революции.
  

• 12 слайд

  Значение тепловых двигателей
  Наибольшее значение имеет использование тепловых двигателей на тепловых электростанциях для выработки электрического тока.
  Тепловые двигатели- паровые турбины- устанавливают также на всех АЭС для получения пара высокой температуры. На всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели: на автомобильном- поршневые двигатели внутреннего сгорания; на водном- ДВС и паровые турбины; на ж/д- тепловозы с дизельными установками; в авиации- поршневые, турбореактивные и реактивные двигатели.
  
  Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима. Мы не имели бы в изобилии дешевую электроэнергию и были бы лишены всех двигателей скоростного транспорта.
  

• 13 слайд

  Вред наносимый окружающей среде
  
  При сжигании топлива содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.
  Сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.
  При сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека.
  Автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу два-три тонн свинца.
  Производство электрической энергии сопровождается отводом в окружающую среду теплоты. Это приводит к постепенному повышению средней температуры на земле.
  

• 14 слайд

  Меры для уменьшения загрязнений окружающей среды.
  Один из путей уменьшения загрязнения окружающей среды- использование в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединения свинца. Перспективными являются разработки автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели, использующие в качестве топлива водород.
  1. Создавать и использовать двигатели с высоким КПД.
  2. Применять двигатели, которые не оказывали бы вредного воздействия на окружающую среду.
  3. Создать экологически чистое топливо.
  4. Экономить электроэнергию.
  
  

Д  В С

(двигатель внутреннего сгорания)

Паровая машина

Паровая и газовая турбины

Реактивный двигатель

Атомный двигатель

Урок физики в 10 классе

Учитель: Литвинов Игорь Анатольевич

Тема: «Тепловые двигатели»

Цели урока: 

ü Выяснить, что из себя представляют тепловые двигатели, рассмотреть виды тепловых двигателей и их главную характеристику КПД

ü Продолжить развитие интереса к предмету, навыков самостоятельной работы с информацией;

ü  Воспитание бережного отношения к природе на примерах экологического загрязнения двигателями окружающей среды ;

Задачи урока:

1.     Используя проблемную ситуацию дать определение теплового двигателя

2.     Рассмотреть виды тепловых двигателей

3.     Установить элементы из которых состоит тепловой двигатель

4.     Рассмотреть принципы работы тепловых двигателей

5.     Рассмотреть схему работы тепловых двигателей

6.     Ввести понятие КПД двигателя, как одну из характеристик работы

7.     Рассмотреть значения, достоинства и недостатки тепловых двигателей

8.     Указать способы повышения КПД двигателей и способы улучшения их экологичности

ü  Оборудование:  персональный компьютер, проектор, экран, пробирка с водой закрытая пробкой, штатив, сухое горючее
Программное обеспечение: презентация

Раздаточный материал: таблички с номером столов, мэнэдж мэт на каждый стол, опорный конспект, таблички на стены для структуры  КОНЭРС, листы для структуры ЭЙ АР ГАЙД

1. Организационный момент. (1 мин) (Используется– МЭНЭДЖ МЭТ)

Здравствуйте, ребята! Я вас всех рад видеть, присаживайтесь!

Я бы хотел, чтобы вы сейчас поприветствовали партнеров сидящих с вами за одним столом. Поприветствуйте  партнеров по лицу! А теперь поприветствуйте партнеров по плечу!

2. Озвучивание темы урока(1 мин)

Давайте посмотрим на экран и ответим на поставленный вопрос.(слайд 1)

(отвечают, что это двигатель)

Ваш ответ на поставленный вопрос является темой сегодняшнего урока. Запишем её..

3. Этап целеполагания и мотивации (1 мин)

С тепловыми двигателями мы встречались в 8 классе и рассматривали принципы работы ДВС и паровой турбины. На сегодняшнем уроке мы не будем вдаваться в принципы работы конкретных двигателей, а рассмотрим общие элементы строения и общие принципы работы, которые лежат в основе действия всех тепловых двигателей

4. Актуализация опорных знаний и умений. (3 мин) (Используемая структура – ЭЙ АР ГАЙД)

У вас на столах у всех лежит листок самооценки.

ДО	Тепловой двигатель	ПОСЛЕ

Вам необходимо в столбце ДО записать, что вы знаете на данный момент о тепловых двигателях (Вам на это 1мин) Таймер на экране!!!

5. Получение новых знаний

1)Проводим эксперимент для введения понятия «Тепловой двигатель». Нагревая пробирку с водой наблюдаем все происходящие процессы в ней и как итог вылет пробки. После этого записываем всю наблюдаемую цепочку процессов на доске. Делаем вывод, что внутренняя энергия топлива переходит в механическую. После этого учащиеся сами дают определение теплового двигателя и записывают его.Слайд 3. Проводим эксперимент с антипримером теплового двигателя.

2)введя тему,  по слайду 4  рассматриваем схему, показывающую виды тепловых двигателей и кратко говорим о местах их применения

3) Любой тепловой двигатель состоит из трёх основных элементов слайд 5:

1.Нагреватель, сообщающий энергию рабочему телу.

2. Рабочее тело (газ или пар), совершающее работу.

3.Холодильник, поглощающий часть энергии от рабочего тела.

Эти элементы учащиеся записывают в тетради

4)По слайду 6    рассматриваем принципы действия тепловых двигателей под запись в тетрадях

—  Принцип действия теплового двигателя основан на свойстве газа или пара при расширении совершать работу.

—  В процессе работы теплового двигателя периодически повторяются расширения и сжатия газа.

—  Расширения газа происходят самопроизвольно, а сжатия под действием внешней силы.

5) По слайду 7   рассматриваем схему работы теплового двигателя с её зарисовкой

6) Не вся теплота переданная рабочему телу превращается в полезную работу. Часть её передаётся атмосфере, часть идёт на нагревание деталей. Для того, чтобы показать, какая часть теплоты переданной рабочему телу превращается в полезную работу, вводят понятие КПД

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

              А_п

КПД=           *100%;                                 

              Q₁

            Q₁ – Q₂

КПД=              *100%;    

                Q₁

А_П – полезная работа,

Q₁ – количество теплоты, полученное от нагревателя,

Q₂ – количество теплоты, отданное холодильнику.

По слайдам 8, 9  записываем определение КПД и рассматриваем по слайду 10 значения КПД различных двигателей

6.Закрепление материала.

1)Используется структура Фрейер(понимание и осознание понятий и концепций )Каждый учащийся заполняет данный лист в течении 3 минут

2) Как вы думаете, а каково значение тепловых двигателей? После выслушивания ответов, обращаемся к слайду 12

3) Как вы думаете, а какими недостатками могут обладать тепловые двигатели? После выслушанных ответов обращаемся к слайду 13

4) Какие меры можно предпринять для увеличения КПД двигателя, для того, чтобы сделать его экологически чистым? После выслушанных ответов обращаемся к слайду 14

7. Проверка полученных знаний.

1) Доделываем начатую структуру ЭЙ АР ГАЙД

2)  Для общей оценки знаний о тепловых двигателях используем структуру КОНЭРС. На стене висят таблички с названием тепловых двигателей. Им предоставляется возможность выбора двигателя по заданному вопросу «Вы знаете различные виды тепловых двигателей. Если бы вы были конструкторами, то какой бы двигатель вы изобрели заново?

После выбора каждая группа даёт обоснование своего выбора.

8. Итоги урока, оценка деятельности, рефлексия.

Используемая структура 3-2-1

Запишите на листочках 3 основных факта которые вы сегодня узнали,

2 самых распространённых  вида тепловых двигателя

1 вопрос, на который вы бы хотели услышать ответ.
Домашнее задание : выучить записи в тетрадях. 

ДО	Тепловой двигатель	ПОСЛЕ

ДО	Тепловой двигатель	ПОСЛЕ