Тема урока: «Тепловые двигатели»
Скачать 103.41 Kb.
|
| Урок по физике в 8 классе. ТЕМА УРОКА: «Тепловые двигатели». ЦЕЛИ УРОКА:
ТИП УРОКА: изучение нового материала. МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ: Перышкин А.В. Физика 8 класс; компьютеры, мультимедийный проектор, экран, мультимедиа презентация. МЕТОДЫ: словесные, наглядные, проблемно-поисковые. ФОРМЫ РАБОТЫ: коллективная, индивидуальная. ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА:
СЛАЙД-1. Высказывание.1 Ребята, прежде, чем мы перейдём к изучению нового материала, давайте вспомним ключевые термины, которые помогут нам определиться с темой сегодняшнего урока. А в этом нам поможет кроссворд, ключевое слово которого имеет непосредственное отношение к теме сегодняшнего урока. СЛАЙД-2. Кроссворд.
СЛАЙД-3. Тема и цели урока. Тема сегодняшнего урока – «Тепловые двигатели» Сегодня на уроке мы: - выясним, какие машины являются тепловыми двигателями; - рассмотрим преобразование энергии в них; - рассмотрим основные виды двигателей и их применение; - изучим влияние на окружающую среду тепловых двигателей; - определим возможные пути выхода из сложившейся экологической ситуации. Жизнь людей невозможна без использования различных видов энергии, источниками которой являются различные виды топлива, ветер, солнце, приливы и отливы. Существуют различные виды машин, которые реализуют в своей работе превращение одного вида энергии в другой. Мы рассмотрим один из типов машин – тепловой двигатель. СЛАЙД-4. Определение. Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию. Как же это происходит? СЛАЙД-5. Анимационная модель работы простейшего теплового двигателя. Если в цилиндр налить немного воды, затем закрыть плотно пригнанным поршнем, который может двигаться вдоль цилиндра, и нагреть воду до кипения, то под давлением пара поршень поднимется вверх, то есть совершит работу. СЛАЙД-6. Завершение работы теплового двигателя (окончание работы слайда №5). ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Какие преобразования энергии здесь происходили? (энергия топлива переходит во внутреннюю энергию пара, а внутренняя энергия пара превращается в кинетическую энергию поршня). СЛАЙД-7. Джеймс Уатт. Такой двигатель был изобретен в конце XVIIв. Джеймсом Уаттом и усовершенствован в дальнейшем (сообщение учащегося). СЛАЙД-8. Схема – классификация тепловых двигателей. Существует несколько видов тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Во всех этих двигателях энергия топлива сначала переходит в энергию газа (или пара). Газ, расширяясь, совершает работу и при этом охлаждается. Часть его внутренней энергии превращается в механическую энергию. СЛАЙД-9. Структура двигателя и формула КПД. Т.е. тепловой двигатель состоит из нагревателя (устройства, где сгорает топливо), рабочего тела и холодильника. Газ или пар, который является рабочим телом, получает от нагревателя некоторое количество теплоты (Q1). Рабочее тело, нагреваясь, расширяется и совершает работу (Ап) за счет своей внутренней энергии. Часть энергии (Q2) передается холодильнику вместе с отработанным паром или выхлопными газами. Большая часть энергии топлива не используется полезно, а теряется в окружающем пространстве. ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Как называется величина, показывающая, какая часть энергии, выделяемой топливом, тепловой двигатель превращает в полезную работу? (КПД) ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Вспомните, как найти КПД простого механизма? (Найти отношение полезной работы к затраченной) Ч  тобы найти коэффициентом полезного действия теплового двигателя нужно найти отношение совершенной полезной работы (Ап) двигателя, к энергии, полученной от нагревателя (Q1).То есть КПД показывает, какая часть энергии, выделяемой топливом, превращается в полезную работу. Чем больше эта часть энергии, тем двигатель экономичнее. ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Сравните значения Q1 и Q2. (Q1 > Q2) ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: На сколько Q1 > Q2? (на значение Ап) ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Как можно найти полезную работу? (Q1 – Q2) З  начит, Ап = Q1 – Q2 иВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Сравните значения Q1 – Q2 и Q1. (Q1 – Q2 < Q1)  ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Что можно сказать о значении дроби (меньше 1)Значит, КПД всегда меньше 1, а если его выразить в процентах, то меньше 100%. Задача: Чему равен КПД теплового двигателя, если в полезную работу превращается четверть энергии топлива? (25%) Первые паровые машины имели КПД=0,3%. В последствии Дж. Уатт, усовершенствовав паровую машину, добился повышения КПД до 2,8%. СЛАЙД-10. Устройство двигателя внутреннего сгорания. Рассмотрим подробнее устройство и принцип действия двигателя внутреннего сгорания, так как такой тип теплового двигателя обычно устанавливают на большинстве автомобилей. Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя. На рисунке показан простейший двигатель внутреннего сгорания в разрезе. Двигатель состоит из цилиндра 1, в котором перемещается поршень 2, соединенный при помощи шатуна 3 с коленчатым валом 4, на котором находится маховик 5. В верхней части цилиндра имеется два клапана 6 и 7, которые при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты. Через клапан 6 в цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи 8, а через клапан 7 выпускаются отработавшие газы. ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: На каком топливе работают двигатели внутреннего сгорания? (бензине, керосине, нефти или на горючем газе) ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Из чего состоит горючая смесь, поступающая в цилиндр? (из паров бензина и воздуха) СЛАЙД-11. «Мертвые точки» Крайние положения поршня в цилиндре называют мертвыми точками. Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называют ходом поршня. Один ход поршня, или один такт двигателя, совершается за пол-оборота коленчатого вала. СЛАЙДЫ-12-14. Первый такт – ВПУСК. При повороте вала двигателя в начале первого такта (впуска) поршень движется вниз. Объем над поршнем увеличивается. Вследствие этого в цилиндре создается разрежение. В это время открывается впускной клапан и в цилиндр входит горючая смесь. К концу первого такта цилиндр заполняется горючей смесью, а клапан 6 закрывается. СЛАЙДЫ-15-16. Второй такт – СЖАТИЕ. При дальнейшем повороте вала поршень движется вверх (второй такт) и сжимает горючую смесь. В конце второго такта (сжатия), когда поршень дойдет до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь воспламеняется (от электрической искры) и быстро сгорает. СЛАЙДЫ-17-18. Третий такт – РАБОЧИЙ ХОД. Образующиеся при сгорании газы (температура продуктов сгорания достигает 1600—1800°С) давят на поршень и толкают его вниз. Под действием расширяющихся нагретых газов (третий такт) двигатель совершает работу, поэтому этот такт называют рабочим ходом. Движение поршня передается шатуну, а через него коленчатому валу с маховиком. Получив сильный толчок, маховик затем продолжает вращаться по инерции и перемещает скрепленный с ним поршень при последующих тактах. Второй и третий такты происходят при закрытых клапанах. В конце третьего такта открывается выпускной клапан, и через него продукты сгорания выходят из цилиндра в атмосферу. СЛАЙДЫ-19-20. Первый такт – ВЫПУСК. Выпуск продуктов сгорания продолжается и в течение четвертого такта (выпуска), когда поршень движется вверх. В конце четвертого такта выпускной клапан закрывается. СЛАЙД-21. Анимационная модель полного цикла работы двигателя. Итак, цикл двигателя состоит из следующих четырех процессов (тактов): впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска. Поэтому такие двигатели называют четырехтактными. СЛАЙД-22. Анимационная модель работы четырёхцилиндрового двигателя. В автомобилях используют чаще всего четырехцилиндровые двигатели внутреннего сгорания. Работа цилиндров согласуется так, что в каждом из них поочередно происходит рабочий ход и коленчатый нал все время получает энергию от одного из поршней. Имеются и восьмицилиндровые двигатели. Многоцилиндровые двигатели в лучшей степени обеспечивают равномерность вращения вала и имеют большую мощность. СЛАЙД-23. Применение тепловых двигателей. Применение тепловых двигателей чрезвычайно разнообразно. Двигатели внутреннего сгорания приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы, их устанавливают на речных и морских судах. Паровые и газовые турбины нашли широкое применение на тепловых электростанциях, в качестве судовых двигателей, газовые турбины широко применяются в авиационных двигателях. Реактивные двигатели применяются в авиации, ракетостроении. СЛАЙД-24. Экологические проблемы. С развитием энергетики, автомобильного и других видов транспорта всё более сложной проблемой становится охрана окружающей среды от вредного влияния продуктов сгорания. Это связано с действием различных факторов: - при сжигании топлива используется кислород из атмосферного воздуха; - сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа; - при работе двигатели выбрасывают в атмосферу азотные и серные соединения, а так же свинец. ПРИМЕР: Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 т кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов. ВОПРОСЫ УЧИТЕЛЯ: Как вы думаете, что нужно сделать для того, чтобы избежать экологических проблем? (посадка лесов и сокращение их вырубки; установка фильтров на двигатели; переход на экологически чистые виды топлива; создание электромобилей или автомобилей, работающих на солнечных батареях и т.д.) СЛАЙД-25. Физкультминутка. ФИЗКУЛЬТМИНУТКА СЛАЙД-26. Высказывание.
Ну, а сейчас давайте ещё раз коротко повторим то, с чем мы познакомились на сегодняшнем уроке.
Теперь мне хотелось бы проверить, насколько хорошо вы усвоили новый материал. Для этого я предлагаю вам пересесть за компьютеры и ответить на вопросы теста. Но оценивать ваши знания будет компьютер. А я и вы сделаем выводы, на что вам нужно обратить внимание при подготовке домашнего задания. ТЕСТ: Вопрос №1 Горючая смесь, поступающая в цилиндр двигателя автомобиля, состоит из ...
В  опрос №2Каким номером обозначен поршень? 1 2 3 4 5 6 7 8 Вопрос №3 Каким номером обозначен цилиндр? 1 2 3 4 5 6 7 8 Вопрос №4 Каким номером обозначена свеча? 1 2 3 4 5 6 7 8 Вопрос №5 Каким номером обозначен маховик? 1 2 3 4 5 6 7 8 Вопрос №6 Что происходит с горючей смесью и газом, образовавшимися от сгорания этой смеси, при первом такте? 1. Горючая смесь сжимается. 2. Газ, образовавшийся при сгорании горючей смеси, удаляется из цилиндра. 3. Сгорание горючей смеси и расширение газов, получившихся при сгорании. 4. Горючая смесь всасывается в цилиндр. Вопрос №7 Что происходит с горючей смесью и газом, образовавшимися от сгорания этой смеси, при втором такте? 1. Горючая смесь сжимается. 2. Газ, образовавшийся при сгорании горючей смеси, удаляется из цилиндра. 3. Сгорание горючей смеси и расширение газов, получившихся при сгорании. 4  . Горючая смесь всасывается в цилиндр.Вопрос №8 На каком рисунке изображён рабочий ход? 1 2 3 4 Вопрос №9 На каком рисунке изображён выпуск? 1 2 3 4
Домашнее задание: §21, §22, §24. ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1 Содержание слайдов презентации соответствует информации, следующей за номером слайда. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: Похожие:
Тема урока: «Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания»
Формирование понятий: тепловые двигатели, кпд. Знакомство с принципом работы тепловых двигателей (паровая турбина, двс), применением...