Урок "Паровая турбина. КПД теплового двигателя". Физик 8 класс

• 1 слайд

  Паровая турбина. КПД теплового двигателя.

• 2 слайд

  Устройство паровой турбины

• 3 слайд

  Схема работы тепловой электростанции

• 4 слайд

  Принцип действия теплового двигателя Рабочее тело (пар, газ) Нагреватель Q1 Холодильник Q2 Ап

• 5 слайд

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

• 6 слайд

  КПД реальных тепловых двигателей Тип двигателя КПД двигателя Паровая машинаУатта 3-4% Паровоз 8% Двигатель внутреннего сгорания 20-40% Дизельный двигатель 40% Паровая турбина 35-46% Реактивный двигатель на жидком топливе 47%

• 7 слайд

  Решаем задачи Определите КПД двигателя внутреннего сгорания мощностью 36,6 кВт, который сжигает в течение часа 10 кг бензина (q =4.6 ·10 7 Дж/кг) Упр. 17 (2)

• 8 слайд

  «Верю – Не верю» 1. Энергию движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называют внутренней энергией. 2. Конденсация – это процесс перехода жидкости в пар. 3. Внутреннюю энергию тела можно изменить только путем теплопередачи. 5. Энергия может появляться и исчезать бесследно. 4. Чтобы найти количество теплоты, выделяющуюся при полном сгорании топлива, нужно удельную теплоту сгорания этого топлива умножить на его массу 6. В паровой турбине энергия пара преобразуется в механическую работу. 8. Формула КПД теплового двигателя 7. Работа обозначается буквой А и измеряется в Джоулях. 9. Кпд теплового двигателя измеряется в %. 10. КПД теплового двигателя может быть 120%

• 9 слайд

  «Верю – Не верю) 1. Энергию движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называют внутренней энергией. 2. Конденсация – это процесс перехода жидкости в пар. 3. Внутреннюю энергию тела можно изменить только путем теплопередачи. 5. Энергия может появляться и исчезать бесследно. 4. Чтобы найти количество теплоты, выделяющуюся при полном сгорании топлива, нужно удельную теплоту сгорания этого топлива умножить на его массу 6. В паровой турбине энергия пара преобразуется в механическую работу . 8. Формула КПД теплового двигателя 7. Работа обозначается буквой А и измеряется в Джоулях. 9. Кпд теплового двигателя измеряется в % 10. КПД теплового двигателя может быть 120% Верю Верю Верю Верю Верю Не верю Не верю Не верю Не верю Верю

• 10 слайд

  Итоги игры 9,10 – «Умничка» 7,8 - «Молодец» 5,6 - «Буду стараться» Меньше 5 – «Выучу дома и буду умничка»

• 11 слайд

  Домашнее задание § 23, 24, упр. 17 (3), задание после § 24.

Конспект урока на тему:

«Паровая турбина. КПД теплового двигателя».

Класс: 8 «А», 8 «Б», 8 «В».

Тип урока: комбинированный.

Цели урока:

Воспитательная: формирование физической картины мира, миропонимания.

Развивающая: добиться прочного усвоения знаний, уменьшить число неуспевающих детей, развить интерес к изучению физики у всех учащихся данного класса, развить мышление посредством проблемного, частично – поискового методов, развить у учащихся мыслительные операции: анализ, сравнение, обобщение.

Образовательная:

• Когнитивные: учащиеся должны изучить устройство, принцип действия и назначение тепловых машин на примере паровой турбины, давать определение КПД тепловых машин.

• Аффективные: учащиеся должны проявлять самостоятельность в учебной работе, должны внимательно слушать высказывания учителя и одноклассников, принимать активное участие в беседе, обсуждать, выполнять данные учителем задания, подчиняться правилам и нормам поведения.

ПЛАН УРОКА

Время

Организационный момент

Словесный, фронтальная

Слово учителя, слово учащихся

2

минуты

Повторение ранее изученного материала

Словесный, фронтальная

Слово учителя, слово учащихся, мел, доска

2

Актуализация знаний

Выступление учащегося

Презентация «Тепловые двигатели»

5

Изучение нового материала

Фронтальная, словесный (беседа), самостоятельная работа с учебником, индивидуальный, частично- поисковый

Учебник, слово учителя, слово учащихся, мел, доска, тетрадь, ручка, паровая турбина, ДВС.

23

минуты

Решение задач

Индивидуальная работа, фронтальная работа

Доска, мел, слово учителя

7 минут

Закрепление и обобщение знаний

Фронтальная,

Презентация к уроку

2

минуты

Домашнее задание

Словесный, фронтальная

Доска, мел, слово учителя

1

минута

Итоги урока

1 минута

Ход урока:

1. Организационный момент.

Учитель приветствует учащихся и отмечает отсутствующих.

2. Повторение ранее изученного материала.

Устный опрос учащихся:

1. Какие устройства называются тепловыми двигателями?

2. Как устроен двигатель внутреннего сгорания?

3. Из каких тактов состоит работа двигателя внутреннего сгорания?

4. В каком из тактов внутренняя энергия топлива превращается в механическую, то есть двигатель совершает работу?

5. Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания?

3. Актуализация знаний. Презентация учащегося по теме «Тепловые двигатели».

4. Изучение нового материала.

1. 1. В современной технике широко применяют другой тип теплового двигателя. В нем пар или нагретый до высокой температуре газ вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала. Такие двигатели называют турбинами.
      Откройте § 23. Прочитайте его. Ответьте письменно на вопросы. В конце урока проверка конспектов некоторых учеников. Устный ответ учащегося на вопросы.

В современных турбинах применяют не один, а несколько дисков, насаженных на общий вал. Пар последовательно проходит через лопасти всех дисков, отдавая каждому из них часть своей энергии.

Несколько дисков насаженных на один вал.

Схема работы тепловой электростанции.

Турбины имеют ряд преимуществ по сравнению с другими тепловыми двигателями. Они выгодны и экономичны, поскольку используют в качестве рабочего тела водяной пар, а для его получения возможно применение любого, в том числе достаточно дешевого топлива. Кроме того, турбины позволяют получать довольно большие мощности, а их КПД составляет 30-40%.

Паровые турбинные двигатели нашли также широкое применение на водном транспорте. Их применению на сухопутном транспорте и тем более в авиации препятствует необходимость иметь топку и котел для получения пара, а также большое количество воды для использования в качестве рабочего тела.

В нашей стране строят паровые турбины мощностью от нескольких киловатт до 1 200 000 кВт. Постепенно находят все более широкое применение газовые турбины, в которых вместо пара используются продукты сгорания газа.

1. 2. КПД теплового двигателя.

Любой тепловой двигатель превращает в механическую энергию только незначительную часть энергии, которая выделяется топливом. Большая часть энергии топлива не используется полезно, а теряется в окружающем пространстве.

Тепловой двигатель состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника. Газ или пар, который является рабочим телом, получает от нагревателя некоторое количество теплоты. Рабочее тело, нагреваясь, расширяется и совершает работу за счет своей внутренней энергии. Часть энергии передается атмосфере — холодильнику — вместе с отработанным паром или выхлопными газами.

Очень важно знать, какую часть энергии, выделяемой топливом, тепловой двигатель превращает в полезную работу. Чем больше эта часть энергии, тем двигатель экономичнее.

Для характеристики экономичности различных двигателей введено понятие коэффициента полезного действия двигателя — КПД.

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

КПД теплового двигателя определяют по формуле

где А_п — полезная работа, Q₁ — количество теплоты, полученное от нагревателя, Q₂ — количество теплоты, отданное холодильнику, Q₁ –Q₂ — количество теплоты, которое пошло на совершение работы. КПД выражается в процентах.

Например, двигатель из всей энергии, выделившейся при сгорании топлива, расходует на совершение полезной работы только одну четвертую часть. Тогда коэффициент полезного действия двигателя равен ¼ или 25% .

КПД двигателя обычно выражают в процентах. Он всегда меньше единицы, т. е. меньше 100% . Например, КПД двигателей внутреннего сгорания 20 — 40% , паровых турбин — выше 30% .

5. Решение задач. Задача 1. Разбирает учитель

Задача 2. Решает ученик у доски. Упр.17 (2)

6. Закрепление и обобщение знаний.
   Игра «Верю - Не верю». В течение нескольких минут вам будет предложено 10 утверждений, из которых вы должны определить истинные и ложные. У себя в тетради вы будете ставить В (верю) или Н(не верю). Ответы запишите молча, осуществляя самоконтроль своих знаний.

• 1.Энергию движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называют внутренней энергией. (Верю)

• 2. Конденсация – это процесс перехода жидкости в пар. (Не верю)

• 3. Внутреннюю энергию тела можно изменить только путем теплопередачи. (Не верю)

• 4.Чтобы найти количество теплоты, выделяющуюся при полном сгорании топлива, нужно удельную теплоту сгорания этого топлива умножить на его массу. (Верю)

• 5. Энергия может появляться и исчезать бесследно. (Не верю)

• 6.В паровой турбине энергия пара преобразуется в механическую работу (Верю)

• 7.Работа обозначается буквой А и измеряется в Джоулях. (Верю)

• 8. Формула КПД теплового двигателя 100% (Не верю)

• 9.Кпд теплового двигателя измеряется в %. (Верю)

• 10. КПД теплового двигателя может быть 120% (Не верю)

Проверьте себя. Если у вас 9,10 правильных ответов, ставьте себе «Умничка»,

7,8 – «Молодец»

5.6 – «Буду стараться»
меньше 5 - «Выучу дома и буду умничка»

7. Домашнее задание.

§ 23, 24, упр. 17 (3), задание после параграфа 24

4