Инфоурок / Физика / Конспекты / Урок на тему: Тепловые двигатели

Урок на тему: Тепловые двигатели


Напоминаем, что в соответствии с профстандартом педагога (утверждён Приказом Минтруда России), если у Вас нет соответствующего преподаваемому предмету образования, то Вам необходимо пройти профессиональную переподготовку по профилю педагогической деятельности. Сделать это Вы можете дистанционно на сайте проекта "Инфоурок" и получить диплом с присвоением квалификации уже через 2 месяца!

Только сейчас действует СКИДКА 50% для всех педагогов на все 184 курса профессиональной переподготовки! Доступна рассрочка с первым взносом всего 10%, при этом цена курса не увеличивается из-за использования рассрочки!

ВЫБРАТЬ КУРС И ПОДАТЬ ЗАЯВКУ
библиотека
материалов

Тема урока:

«Тепловые двигатели и охрана окружающей среды»


Цели урока:


Образовательная

- рассмотреть физические принципы работы тепловых двигателей;

- выяснить роль тепловых двигателей в жизни мирового сообщества;

Развивающиая

- совершенствовать интеллектуальные способности и мыслительные умения учащихся;

- формировать представление о процессе научного познания;

Воспитательная

- прививать культуру умственного труда;

- раскрыть сущность экологических проблем и убедить учащихся в жизненной важности бережного отношения к окружающей нас природе.


Тип урока: 

урок усвоения новых знаний.


Оборудование: 

пробирка, пробка, вода, макеты двигателя внутреннего сгорания, экологические таблицы.


Ход урока


  1. Организационный момент 

 

  1. Подготовка к усвоению нового материала 


Задачи: организовать и целенаправить познавательную деятельность учащихся


а) мотивация


Мощный расцвет промышленности в XIX в был связан с изобретением первого теплового двигателя внутреннего сгорания послужило базой для развития автомобильного транспорта.

(Слайд 1)

(запись в тетради)

Тема нашего урока – тепловые двигатели и охрана окружающей среды

        б) формулировка цели урока.


        Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима. Все они при работе выделяют большое количество теплоты и выбрасывают в атмосферу вредные для растений и животных химические соединения. Это ставит серьезные проблемы охраны окружающей среды.

(Слайд 2)


        Наша цель - раскрыть сущность экологических проблем; научить видеть физику в окружающем мире.


  1. Актуализация опорных знаний учащихся 


Задачи: повторить и углубить знания, необходимые для усвоения нового материала; прием обучения – эвристическая беседа


  1. Изучение нового материала


Экспериментальное задание


Нальем в пробирку немного воды, затем плотно закроем ее пробкой нагреем воду до кипения. Под давлением образовавшегося пара пробка выскочит и поднимается вверх. Сначала в этом опыте энергия топлива перешла во внутреннюю энергию. Затем пар, расширяясь, совершил работу – поднял пробку. Если мы заменим пробирку прочным металлическим цилиндром, а пробку – поршнем, способным двигаться внутри цилиндра, то получим простейший тепловой двигатель.


(запись в тетради)


Тепловыми двигателями  называют машины, преобразующие внутреннюю энергию топлива в механическую.


Существует разные виды тепловых двигателей:

(Слайд 3)


        Различные по конструкции и назначению паровые машины разработали: Т.Севери (англичанин), Т.Ньюкомен (англичанин), Д. Папен (француз), И.И. Ползунов (русский), Д.Уатт (англичанин).

        Большое значение для развития науки и техники имело изобретение Уатта, которое совпало по времени с бурным развитием промышленности в Англии.   Изобретение паровой машины сыграло огромную роль в переходе к машинному производству.



(Слайд 4)


Двигатель внутреннего сгорания был изобретен в 1860 г,  французским механиком Э.Ленуаром. Свое название он получил из – за того, что топливо в нем сжигалось внутри цилиндра двигателя.

(Слайд 5)


Наибольшее распространение получил четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, сконструированный в 1878 г. немецким изобретателем Н.Отто

(Слайд 6)


(запись в тетради)

Каждый рабочий цикл этого двигателя включал в себя четыре такта:

-впуск горючей смеси,

-ее сжатие,

-рабочий ход,

-выпуск продуктов сгорания.

Отсюда и название двигателя – четырехтактный.


(Слайд 7)

I такт – выпуск. Открывается впускной клапан, поршень движется вниз, рабочая смесь занимает весь объем цилиндра.

II такт – сжатие. Клапаны закрыты. Поршень движется, рабочая смесь сжимается, и при минимальной рабочей смеси происходит воспламенение от искры.

III такт – рабочий ход. При сгорании рабочей смеси давление газов составляет 5-7 мПа, а Температура 1500 - 2200ºС. Поршень под действием газов движется вниз, температура газа уменьшается. Происходит преобразование части внутренней энергии в механическую.

IV такт – выпуск. Поршень начинает двигаться вверх, открывается выпускной клапан, и отработанные газы выходят в окружающую среду.


Частота вращения вала – от 3000 до 7000 оборотов в минуту. КПД-25-30%.

В 1897г. немецкий инженер Р.Дизель сконструировал ДВС, в котором сжималась не горючая смесь, а воздух. В процессе этого сжатия температура воздуха поднималась настолько, что при попадании в него топлива оно самовозгоралось. Специального устройства для воспламенения топлива в этом двигателе уже не требовалось; не нужен был и карбюратор. Новые двигатели стали называть дизелями.

(Слайд 8)


Двигатели Дизеля являются наиболее экономичными тепловыми двигателями. КПД- 31-44 %.

Применение ДВС: они приводят в движение самолеты, теплоходы, тракторы, тепловозы, морские и речные суды, автомобили.


Охрана окружающей среды.


Выступление учащейся с опережающим заданием)


Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима.  Все они при работе выделяют большое количество теплоты и выбрасывают в атмосферу вредные для растений и животных химические соединения. Это ставит серьезные проблемы охраны окружающей среды.

Особое место в экологическом загрязнении занимает транспорт. Один легковой автомобиль в среднем в год потребляет около 4 тонн кислорода, а выбрасывает в атмосферу около 40 кг окиси азота и почти 200 кг различных углеводородов. Выбросы особенно значительны при малых оборотах двигателей или в моменты торможения или увеличения скорости. В этот момент выделяется в десятки раз больше несгоревших частиц, чем при обычной работе двигателя в пути. Отработавшие газы автомобильных двигателей оказывают вредные влияния на весь организм человека, воздействуют на органы обоняния, вызывают раздражение глаз, верхних дыхательных путей, обострение легочных и других хронических заболеваний, в некоторых случаях могут привести к серьёзным отравлениям.


Отрицательные последствия использования машин:


а) Сжигание топлива сопровождается  выделением в атмосферу углекислого газа, способного поглощать тепловое инфракрасное излучение поверхности Земли. Рост концентрации углекислого газа в атмосфере приводит к повышению ее температуры (парниковый эффект). Этот эффект может создать угрозу таяния ледников и катастрофические повышение уровня Мирового океана.

б) при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.

в) При сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека.


        Ежегодно сжигая 33 млрд т угля, человечество рассеивает вместе с золой до 220 тыс. т урана и 280 тыс.т. мышьяка, в то время как мировое производство этих двух металлов составляет в год соответственно 30 и 40 тыс. т.


        В результате сжигания топлива в атмосферу поступает около

200 млн т. оксида углерода (II)

150 млн. т. оксида серы (IV)

50 млн. т. оксида азота (II)

250 млн. т. пыли

70 млн. м³ соединений свинца и других металлов.


В последние годы охране окружающей среды во всех странах мира уделяется большое внимание.


Для этого необходимо обеспечить:

  1. более полное сгорание топлива;

  2. более тщательную очистку газов, выделяющихся двигателями внутреннего сгорания;

  3. поиск более «чистого» продукта. Ведутся большие исследовательские работы по созданию водородного двигателя, в процессе работы которого в атмосферу не выбрасываются вредные газы.

Перспективными  с точки зрения экологии являются электромобили, в которых вместо бензиновых двигателей используется электродвигатель.


V. Закрепление нового материала 


Задачи: закрепить знания и умения, необходимые для самостоятельной работы учащихся


Ответы на вопросы:


  1. Перечислите виды тепловых двигателей.

  2. Каковы отрицательные последствия применения тепловых двигателей?

  3. Одним из перспективных направлений в поисках экологически чистых видов топлива является переход на широкое использование водорода. Чем это объяснить?


VI. Подведение итогов урока 


Задачи: формировать систему знаний о процессе научного познания


Основу научного познания заложил великий итальянский ученый Г.Галилей. Именно этим путем идут ученые, совершая свои открытия. И мы на уроке изучали новый материал соответственно циклу естественнонаучного познания.

        Метод научного познания позволяет объективно отражать действительность и применяется не только в физике, но и в других областях науки. Вспомним основные этапы и их последовательность в изучении тепловых двигателей. Какой этап научного познания вам показался наиболее трудным? Наиболее важным? Наиболее интересным?


        VII. Домашнее задание.


 Г. Я. Мякишев 10кл. §82, стр.269-273.





Приложение



hello_html_m94a0186.jpg



(Слайд 1)







hello_html_m659fb0.jpg









(Слайд 2)









hello_html_265a3ab2.jpg





(Слайд 3)











hello_html_1830a000.jpg









(Слайд 4)







hello_html_m68a3c7bb.jpg







(Слайд5)









hello_html_m3696de27.jpg





(Слайд6)











hello_html_42343144.jpg





(Слайд6)











hello_html_m4572a8a3.jpg







(Слайд7)



Общая информация

Номер материала: ДБ-053415


Очень низкие цены на курсы переподготовки от Московского учебного центра для педагогов

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 60% скидки (только до конца зимы) при обучении на курсах профессиональной переподготовки (124 курса на выбор).

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: KURSY.ORG

Похожие материалы

Только до конца зимы! Скидка 60% для педагогов на ДИПЛОМЫ от Столичного учебного центра!

Курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации от 1 400 руб.
Для выбора курса воспользуйтесь удобным поиском на сайте KURSY.ORG


Вы получите официальный Диплом или Удостоверение установленного образца в соответствии с требованиями государства (образовательная Лицензия № 038767 выдана ООО "Столичный учебный центр" Департаментом образования города МОСКВЫ).

Московские документы для аттестации: KURSY.ORG


Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»
Курс профессиональной переподготовки «Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Педагогическая риторика в условиях реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Основы местного самоуправления и муниципальной службы»
Курс «Инспектор по кадрам»
Курс повышения квалификации «Основы построения коммуникаций в организации»
Курс повышения квалификации «Экономика: инструменты контроллинга»
Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»
Курс профессиональной переподготовки «Основы организации рекреационной деятельности и лечебного туризма»
Курс профессиональной переподготовки «Политология: взаимодействие с органами государственной власти и управления, негосударственными и международными организациями»
Курс профессиональной переподготовки «Уголовно-правовые дисциплины: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Эксплуатация и обслуживание общего имущества многоквартирного дома»
Курс профессиональной переподготовки «Организация процесса страхования (перестрахования)»
Курс профессиональной переподготовки «Управление корпоративной информационной безопасностью: Администрирование и эксплуатация аппаратно-программных средств защиты информации в компьютерных системах»
Курс профессиональной переподготовки «Стратегическое управление деятельностью по дистанционному информационно-справочному обслуживанию»