Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Конспекты / Урок "Тепловые двигатели и охрана окружающей среды"

Урок "Тепловые двигатели и охрана окружающей среды"


  • Физика

Название документа открытый урок.doc

Поделитесь материалом с коллегами:

План – тезис урока.


Предмет: физика.


Класс: 10

Преподаватель: Подольская Людмила Ивановна.


Тема урока: Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.


Эпиграф: «Человек становится геологической силой,

способной изменить лик Земли».

В. И. Вернадский.

Цели урока:

обучающая: 1) познакомить учащихся с важнейшими направлениями теплотехники, сформировать у учащихся представления о принципе действия, устройстве, видах и применении тепловых двигателей; 2) рассмотреть экологическую проблему создания тепловых двигателей;


развивающая: 1) развивать познавательную активность учащихся с помощью проблемных вопросов и исторического материала;

2) способствовать развитию навыков работы с дополнительной литературой;


воспитательная: показать сложность и перспективы развития теплотехники, способствовать формированию научного мировоззрения и любознательности учащихся.


Форма проведения урока: комбинированный урок.


Межпредметные связи: экология, электротехника, история,

литература, медицина, информатика.

Оборудование: 1) макет двигателя внутреннего сгорания;

2) макет паровой турбины;

3) макет паровой машины;

4) таблица – опорный конспект урока.

5) раздаточный материал - опорный конспект урока.




МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.


Урок разработан для учащихся 10 класса (1курса) в соответствии с программой по физике и с учетом требований стандарта образования. Урок является обобщающим по теме «Термодинамика», способствует развитию познавательной активности учащихся путем привлечение дополнительных источников информации.

Урок в основном направлен на развитие любознательности учащихся, на формирование научного мировоззрения и на осознание существующих проблем экологии и теплотехники.

На уроке рассмотрены вопросы профессиональной направленности: 1) виды источников энергии; 2) виды электростанций; 3) принцип работы паровой турбины; 4) применение паровой турбины. Урок способствует формированию глубоких знаний, как по физике, так и по предметам профессионально – технического цикла.

Урок предусматривает использование наглядного материала и оборудования, что способствует развитию познавательного интереса.


Учащиеся должны знать: * Виды тепловых двигателей.

  • Принцип работы тепловой машины.

  • Преимущества и недостатки развития теплотехники.

  • Существующие проблемы экологии.

  • Способы решения проблем.



Учащиеся должны уметь: * Объяснять принцип работы тепловой

машины, на основе процессов

проходящих с газом.

  • Делать выводы о целесообразности использования той или другой машины с учетом КПД.

  • Отбирать необходимый материал для подготовки докладов по данным темам.

Оценки на уроке получают учащиеся, которые делали доклады по данным темам. При этом учитывается объем и способ подачи материала.

Опорный конспект (выдается каждому).


ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ



Виды тепловых двигателей.

(КПД, год создания, создатель)

- паровая машина < 9%

1766 – 1784 И. Ползунов и

Д. Уатт.

- паровая турбина 25% 1889

Густав Лаваль.

- газовая турбина 25 – 30%

- карбюраторный двигатель

22 -35% 1860 Э. Ленуар,

1862 Бо де Роша.

- дизельный двигатель 40 -42%

1892 Рудольф Дизель.



Преимущества использования Проблемы теплотехники.

и развития теплотехники. – загрязнение окружающей

- развитие науки, энергетики, среды

транспорта. – сокращение количества

кислорода в воздухе

- «парниковый эффект»

- нехватка топлива.



Возможные пути решения проблем теплотехники:

- использование очистных сооружений

- использование альтернативных видов топлива.






ЭТАПЫ УРОКА:


  1. Организационный момент (2 мин.).

Цель: Подготовить учащихся к восприятию материала.


  1. Введение (сообщение учителя). (7 мин.).

Цель: постановка проблемного вопроса на уроке, активизация учащихся.


  1. Выступления учащихся с докладами. (17 – 20 мин.).

Цель: донести до учащихся исторические сведения о развитии теплотехники.


  1. Недостатки тепловых машин (слово учителя). (8 - 9 мин.).

Цель: донести до учащихся существующие проблемы экологии.


  1. Подведение итогов (слово учителя). (5 мин.).

Цель: обобщение знаний полученных на уроке, решение поставленной проблемы.


  1. Домашнее задание. (1- 2 мин.).

Цель: закрепление полученных знаний, путем высказывания своего мнения по данному вопросу и эпиграфу к уроку.


Итого 40 - 45 мин
















Ход урока.

  1. Организационный момент.

- Подготовка учащихся к восприятию материала.

  1. Введение. Слово преподавателя.

- Постановка проблемного вопроса на уроке:

Сегодня на уроке мы должны проследить историю развития тепловых машин, принцип их действия, преимущества и недостатки тепловых двигателей.

Все физические законы находят применение в повседневной жизни человека, жизнь людей невозможна без использования различных видов энергии. Для удовлетворения потребностей современного человека необходимо применение разного вида тепловых машин: турбины для получения электрического тока, механизмы; приводимые в движение станки на заводах и фабриках, автомобильный, железнодорожный, водный, авиатранспорт, движение космических ракет.

Для работы тепловых машин используют такие виды энергии как: энергия Солнца, ветра, приливов и отливов, геотермальная энергия и энергия сгоревшего топлива (нефть, уголь, газ).

Тепловой энергией Солнца человечество пользовалось с древнейших времен. Затем люди начали пользоваться для бытовых нужд тепловой энергией, выделяемой при сгорании топлива.

Следующий шаг в применении тепловой энергии сделан, когда Герон создал специальный механизм, приводимый в движение паром. Но этот механизм был несовершенен и остался без внимания со стороны науки и техники. Лишь в

16 – 18 веках изобретатели Леонардо да Винчи, Панин, Ньюкомен и др. создали установки, в которых использовалась тепловая энергия для получения работы. Правда и эти установки были несовершенными и оказались непригодными для применения на заводе.

Первая паровая машина, пригодная для промышленных целей создана И. И. Ползуновым в 1766 году на Алтае; им построена первая машина непрерывного действия. Д. Уатт в 1784 году усовершенствовал паровую машину, которая нашла применение на заводах и фабриках, в сухопутном и водном транспорте.



3) Выступления учащихся с докладами.

Сейчас мы заслушаем доклады учащихся по видам тепловых двигателей, а на местах необходимо оформить конспект в виде:



ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ


Виды тепловых двигателей.

(КПД, год создания, создатель)

- паровая машина < 9%

1766 – 1784 И. Ползунов и

Д. Уатт.

- паровая турбина 25% 1889

Густав Лаваль.

- газовая турбина 25 – 30%

- карбюраторный двигатель

22 -35% 1860 Э. Ленуар,

1862 Бо де Роша.

- дизельный двигатель 40 -42%

1892 Рудольф Дизель.


Преимущества использования Проблемы теплотехники.

и развития теплотехники. – загрязнение окружающей

- развитие науки, энергетики, среды

транспорта. – сокращение количества

кислорода в воздухе

- «парниковый эффект»

- нехватка топлива.


Возможные пути решения проблем теплотехники:

- использование очистных сооружений

- использование альтернативных видов топлива.









  1. Недостатки тепловых машин.

Если проследить историю развития тепловых машин, то следует заметить, что постоянное усовершенствование машин в конструкции, в создании новых видов топлива привело к тому, что современные машины имеют высокое значение КПД по сравнению с первоначальными моделями. Разнообразие видов машин указывает на разные типы конструкций и принцип преобразования энергии.

Большое количество тепловых машин, используемых человеком, отрицательно влияет на окружающую среду. Еще полвека назад академик Вернадский писал: «Человек становится геологической силой, способной изменить облик Земли».

Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием разных факторов:

  1. При сгорании топлива используется кислород из атмосферы, поэтому количество кислорода в воздухе сокращается.

  2. Сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу

углекислого и угарного газа. Увеличение концентрации газов приводит к повышению температуры - «парниковому эффекту», что вызывает таяние ледников и повышение уровня Мирового океана.

3. При сгорании топлива атмосфера загрязняется азотными и

серными соединениями, вредными для здоровья человека

приводит к отравлению и гибели живых организмов.

4.Более половины всех загрязнений атмосферы создает

транспорт, кроме оксида углерода и соединений азота,

автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу 2 -3 млн. т. свинца, который содержится в бензине,

для предотвращения детонации – быстрого сгорания топлива.

Проанализировав эти факторы можно сделать вывод, что слова Вернадского оказались пророческими, если проследить за тем как изменилась жизнь человека на Земле:

1) истощены запасы природных ресурсов, такие виды топлива как нефть, природный газ, уголь являются невосполнимыми источниками энергии. В ближайшие 50 – 100 лет человечество столкнется с проблемой нехватки традиционных видов топлива;


2) повысилась средняя температура на планете.

Для решения экологической проблемы используют очистные сооружения, нетрадиционные виды энергии, альтернативное топливо.


5. Подведение итогов урока.

Можно много говорить о недостатках тепловых машин, но с другой стороны прогресс нашей цивилизации напрямую связан с применением разных видов тепловых машин: нет ни одной области человеческой деятельности, где бы не применялись машины. Именно применение машин позволило человечеству познать космос, раскрыть тайны морских глубин и очень сильно изменить содержание человеческого труда.


6.Домашнее задание:

написать сочинение – рассуждение на слова Вернадского.



























Литература:

  1. Волков В. А. Поурочные разработки по физике. М.: «ВАКО» 2005.

  2. Дуков В. М. Исторические обзоры в курсе физики средней школы. М.: «Просвещение», 1983.

  3. Кабардин О. Ф. Физика: Справочные материалы: М.: Просвещение, 1991.

  4. Крикунов Е. А., Пасечник В. В., Сидорин А. П. Экология. М.: Дрофа, 1995.

  5. Маркина Г. В. Физика 10 класс. Поурочные планы. Волгоград: «Учитель», 2000.

  6. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Сотский Н. Н. Физика 10. М.: Просвещение, 2004.

  7. Полянский С. Е. Поурочные разработки по физике. М.: «ВАКО», 2003.

  8. Спасский Б. И. Физика и ее развитие. М.: Просвещение, 1979.


Название документа рисунок.doc

Поделитесь материалом с коллегами:






Первичные загрязнители

Взвеси

Углеводороды Угарный газ

Оксиды азота Диоксид серы

Печи, сжигающие отходы




Свет

Вторичные загрязнители Озон, ПАН

Монооксид азота


hello_html_333ddf2f.jpg


Двигатели

транспортных

средств


Угольные электростанции








ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ.








hello_html_m74c05fb0.jpg

1 — нагревание земной поверхности;

2, 3 — отражение теплового излучения Земли вследствие загрязнения атмосферы




«парниковый эффект».

По новейшим данным ученых, за 80-е гг. средняя температура воздуха в северном полушарии повысилась по сравнению с концом XIX в. на 0,5—0,6 °С. По прогнозам, к началу 2000 г. средняя температура на планете может повыситься на 1,2 °С по сравнению с доиндустриальной эпохой. Ученые связывают такое повышение температуры в первую очередь с увеличением содержания углекислого газа (диоксида углерода) и аэрозолей в атмосфере. Это приводит к чрезмерному поглощению воздухом теплового излучения Земли. Очевидно, определенную роль в создании так называемого «парникового эффекта» играет и тепло, выделяющееся от ТЭЦ и АЭС. Потепление климата может привести к интенсивному таянию ледников и повышению уровня Мирового океана. Изменения, которые могут произойти вследствие этого, просто трудно предсказать.

Решить данную проблему было бы можно, сократив вы­бросы углекислого газа в атмосферу и установив равновесие в цикле круговорота углерода.

Название документа рисунок2.doc

Поделитесь материалом с коллегами:

SS'«»*- ■'"•-»


hello_html_1be9fd92.jpg

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ.

В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. Громадные площади плодородных земель погибают при горнопромышленных работах, при строительстве предпри­ятий и городов. Уничтожение лесов и естественного травя­нистого покрова, многократная распашка земли без соблю­дения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы — разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром. Эрозия в настоящее время стала всемирным злом. Одним из последствий усиления производственной дея­тельности человека является интенсивное загрязнение по­чвенного покрова. В роли основных загрязнителей почв выступают металлы и их соединения, радиоактивные эле­менты, а также удобрения и ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве. К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения. Ртуть поступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленных предприятий, содержащих металлическую ртуть и различные ее соединения. Более опасный характер носит загрязнение почв свинцом, используемый в качестве добавки к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным источником загрязнения. Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами. Самое главное, что все соединения включаются в экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных, а в конечном итоге попадают с пищей в организм человека.


hello_html_55cbf809.jpg


Карьер


Отходы предприятий


Вымывание ядовитых химикатов со свалок и могильников


Протекающий резервуар

J



Сброс отходов производства в водоем

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД.

Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основ­ные источники загрязнения связаны с человеческой дея­тельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработ­кой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтети­ческие вещества. Они находят все более широкое примене­ние в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Эти вещества могут образовывать в во­доемах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1 — 2 мг/л.

Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, мар­ганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, посту­пающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции и промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие. В загрязненной воде начинают быстро размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы, которые, попав в питьевую воду вызывают различные заболевания.



hello_html_6e7e2a22.jpg








ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
















Производство энергии.

Очень сложные экологические проблемы связаны с получением энергии на теплоэлектроэнергетических предприятиях. Потребность в энергии — одна из основных жизненных потребностей человека. Энер­гия нужна не только для нормальной деятельности совре­менного сложно организованного человеческого общества, но и для простого физического существования каждого че­ловеческого организма. В настоящее время в основном электроэнергию получают на гидроэлектростанциях, тепло­вых и атомных станциях.

Гидроэлектростанции на первый взгляд являются эко- логически чистыми предприятиями, не наносящими вреда природе. Так считали многие десятилетия. В нашей стране построили много крупнейших ГЭС на великих реках. Теперь стало ясно, что этим строительством нанесен большой урон и природе, и людям.

Прежде всего строительство плотин на больших равнин- ных реках приводит к затоплению огромных территории

под водохранилища.

Во-вторых, перегораживая реку, плотина создает непреодо­лимые препятствия на путях миграций проходных и полупро-ходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек.

В-третьих, вода в хранилищах застаивается, ее проточ-ность замедляется, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки.

В-четвертых, местное повышение воды влияет на грун­товые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, к эрозии берегов и оползням.

Этот список отрицательных последствий строительства ГЭС на равнинных реках можно продолжить. Крупные вы­сотные плотины на горных реках также представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью. В мировой практике известно несколько случаев, когда прорыв таких плотин привел к огромным разрушениям и гибели сотен и тысяч людей.


Автор
Дата добавления 13.10.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров1982
Номер материала ДВ-059635
Получить свидетельство о публикации


Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх