Конспект урока по теме "Тепловые двигатели" 8 класс.
методическая разработка по физике (8 класс) по теме
Урок сооответствуе программе Е.Гутник., А.В.Перышкина "Физика 8 класс".
При проведении урока используется презентация и выступления учащихся, а также Интернет-ресурсы: www.class-fizika.ru (8класс).
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 urok.docx | 17.55 КБ |
 prezentaciya_chast1.pptx | 2.66 МБ |
| prezentaciya_chast2.pptx | 2.69 МБ |
| prezentaciya_chast3.pptx | 808.15 КБ |
Предварительный просмотр:
УРОК «ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ» 8 КЛАСС
Цели урока: рассмотреть устройство и принцип действия ДВС и паровой турбины, показать области их применения, выявить проблемы, возникающие при их эксплуатации; развивать умение излагать и воспринимать новый материал.
Оборудование: компьютер, мультимедиапроектор, модель ДВС, таблица «Паровая турбина».
Раздаточный материал: карточки с индивидуальным заданием.
Информационные технологии: презентация «Тепловые двигатели», сообщения учащихся, ресурсы Интернета www. class-fizika.ru
ХОД УРОКА:
1.ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ ЭТАП.
2.ПОДГОТОВКА УЧАЩИХСЯ К УЧЕБНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.
Проведем, как всегда, разминку и настроимся на физику. Однако, будьте внимательными, так как после разминки вы должны будете сформулировать тему урока.
Слайд № 2 Кроссворд
- Процесс понижения температуры тела. (ТЕМПЕРАТУРА)
- Вещество, удельная теплоемкость которого равна 4200 Дж/кг ͦС. (ВОДА)
- Жидкость, которая применяется в термометрах в районах Крайнего Севера. (СПИРТ)
- Один из видов осадков. (СНЕГ)
- Процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое. (ПЛАВЛЕНИЕ)
- Физическая величина, которая характеризует степень нагретости вещества. (ТЕМПЕРАТУРА)
- Один из факторов, влияющих на скорость испарения. (ВЕТЕР)
- Греческая буква, обозначающая удельную теплоемкость вещества. (ЛЯМБДА)
- Расплавленный металл, способный заморозить воду. (РТУТЬ)
По вертикали в выделенном столбике читаем «ДВИГАТЕЛЬ».
Слайд № 3-7 Это только часть нашей темы. Разберемся, что такое двигатель? Какие двигатели вы знаете? Какая энергия (энергия чего) может превращаться в механиче-скуюэнергию?
3. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА.
Записать тему урока «Тепловой двигатель» (слайд № 8)
Тепловой двигатель – это устройство, преобразующее энергию пара (нагретого газа) в механическую. Т.е. за счет внутренней энергии пара совершается полезная работа – поднимается груз, перевозится груз, откачивается вода и т.д.
Вкладка № 2 (классная физика): Принцип действия тепловых машин. При нагревании внутренняя энергия газа или пара увеличивается, пар расширяется и совершает работу (выталкивает пробку из пробирки).
Существуют несколько видов тепловых двигателей:
- паровая машина
- двигатель внутреннего сгорания
- паровая и газовая турбины
- реактивный двигатель
Однако, в начале обратимся к истории, так как любое устройство имеет историю создания, узнаем, кто вложил свой труд, умения и знания в создание этих машин. Помогут учащиеся, подготовившие сообщения.
Выступления учащихся, слайды № 9-16
- Древние проекты тепловых машин (пушка Архимеда, Геронов шар).
- Машина Д. Папена.
- Машина Ньюкомена.
- Машина И.Ползунова.
- Машина Д. Уатта.
Слайды № 17 – 22, 23 Применение паровых машин. Недостатки.
Среди способов увеличения кпд тепловых двигателей один оказался плодотворным. Суть: уменьшить потери энергии за счет перенесения места сжигания топлива и нагревания пара внутрь цилиндра. Отсюда название ДВС.
Слайд № 24.
ДВС был создан в 1860 г. французским инженером Э.Ленуаром. Быстро пошло его усовершенствование и теперь это самый распространенный тепловой двигатель и двигатель вообще.
Слайд № 25 Применение ДВС сегодня.
Слайд № 26 Рассмотрим простейший одноцилиндровый двигатель.
Работа учащихся с учебником § 22 стр. 53 Устройство ДВС (рис. № 24).
Сопоставить с рисунком на экране самостоятельно. Затем у доски 1 учащийся расска-зывает и показывает основные составные части ДВС.
Вкладка № 3 (классная физика): Посмотрим, как работает ДВС.
Мертвые точки – верхняя и нижняя.
Ход поршня – расстояние между мертвыми точками.
1 рабочий цикл проходит за 4 хода (такта).
4. ЗАКРЕПЛЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА.
Слайд № 28-31.Повторим название тактов.
Вкладка № 4 (классная физика): интерактивная модель ДВС. Кто хочет запустить ДВС?
- На каком топливе работают ДВС? Кто видит недостатки этого теплового двигателя?
Слайд № 32. Вы хотите жить в таком районе города? Экологические проблемы применения ДВС. Кто подскажет решение этой проблемы? (слайд № 33).
- ПЕРВИЧНАЯ ПРОВЕРКА УСВОЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА.
Индивидуальная работа ( Карточка-лист) – 1. подписать основные части ДВС;
2. подписать название тактов работы ДВС.
Самопроверка (слайд № 27) устройство ДВС соответствует карточке-листу.
- ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.
§§ 21-22, 23 (самостоятельно «Паровая турбина»). Принципиальное отличие паровой турбины от ДВС.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 О Х Л А Ж Д Е Н И Е В Д А О С И П Р Т С Н Е Г Л П А В Л Е Н И Е Е Т М П Е Р А Т У Р А Е В Т Е Р Л Я М Б Д А Р Т У Т Ь
ДВИГАТЕЛЬ – ЭТО УСТРОЙСТВО, ПРЕОБРАЗУЮЩЕЕ ЛЮБОЙ ВИД ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСКУЮ.
До второй половины 18 века люди для нужд производства использовали водяные двигатели (водяные колеса). Мастерские и фабрики строились на берегах рек. Недостатки: малая мощность, зависимость работы от времени года, дорогостоящее строительство плотин и устройство искусственных водоемов. Возникла идея использовать водяной пар.
Паровая машина (тепловой двигатель) – это устройство, в котором внутренняя энергия пара (нагретого газа) превращается в механическую.
Виды тепловых машин: Паровая машина Двигатель внутреннего сгорания Паровая и газовая турбина Реактивный двигатель
Тема урока: Тепловой двигатель. Цели урока: 1. Рассмотреть устройство и принцип действия двигателя внутреннего сгорания. 2. Выяснить, где применяется ДВС. 3. Проблемы, возникающие при использовании ДВС.
Прообразы паровых машин мы находим в древности В 3 веке до нашей эры великий греческий математик и механик Архимед построил пуш - ку , которая стреляла с помощью пара.
ГЕРОНОВ ШАР ГЕРОН АЛЕКСАНДРИЙСКИЙ , ЖИВШИЙ В 1 ВЕКЕ НАШЕЙ ЭРЫ СОЗДАЛ ЭОЛИПИЛ . ЭТО БЫЛ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ШАР, ВРАЩАЮЩИЙСЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ПАРА . ГЕРОН ЧАСТО ИСПОЛЬЗО- ВАЛ ЭНЕРГИЮ ПАРА В СВОИХ ИЗОБРЕТЕНИЯХ: ДЛЯ ОТКРЫВАНИЯ РАЗДВИЖНЫХ ДВЕРЕЙ В ХРАМАХ, ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЕ В ДВИЖЕНИЕ РУК СТАТУЙ БОГОВ . ОН ОСТАВИЛ МНОГО ЧЕРТЕЖЕЙ. ЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ, ОПЕРЕДИВШИЕ СВОЕ ВРЕМЯ, СМОГЛИ ПО ДОСТОИНСТВУ ОЦЕНИТЬ ЛИШЬ В СРЕДНЕВЕКОВЬЕ.
Схема машины Д.Папена (1674 год) В нижнюю часть цилиндра насы - пали порох, затем поджигали. Образовавшиеся газы толкали поршень вверх. После этого поршень с наружной стороны обливали холодной водой. Поршень под действием собственного веса и атмосфер- ного давления опускался вниз, поднимая при этом груз.
1698 год. В новом двигателе Д.Папен вместо пороха использовал воду. Воду наливали под поршень, и цилиндр снизу разогревали. Образующийся пар поднимал поршень. Цилиндр обливали холодной водой. Когда пар конденсировался, поршень опускался вниз. Эту машину можно было применять для приведение в действие насоса.
Английский кузнец Томас Ньюкомен в 1712 Усовершенствовал машину Папена тем, что в цилиндр через нижний клапан подавался уже готовый пар. Главной деталью его был поршень (3), уравно- вешенный грузом (4) и двигавшийся в большом вертикальном цилиндре (2). Давление пара, подаваемого в цилиндр из котла (1), поднимало поршень. Впрыскивание холодной воды из резервуара (5) осаждало пар и создавало в цилиндре вакуум. Атмосферное давление опускало поршень вниз. Охлаждающая вода и сконденсированный пар выпускались из цилиндра по трубе (6), а излишний пар из котла через предохранительный клапан (7).
Первые промышленные двигатели Первым применением двигателя Ньюкомена была откачка воды из глубокой шахты. Схема работы паровой машины Ньюкомена. – Пар показан лиловым цветом, вода - синим. – Открытые клапаны показаны зелёным цветом, закрытые - красным
Машина И.И.Ползунова (1763 год) Универсальная машина непрерывного действия предназначалась для воздуходувных мехов, нагнетающих воздух в плавильные печи.
Машина Джемса Уатта (1784 год) Придумал двойное действие машины, направляя поочередно пар то справа от поршня, то слева от поршня. Машина стала мощнее. Работала плавно. Меньше требовалось пара, меньше расходовалось топлива. Двигатель годился для любой машины.
Применение паровых двигателей Паровые двигатели применяли во всех отраслях производства. Они широко использовались в промышленности, на транспорте и стали в свое время "двигателями технического прогресса". Самым первым автомобилем в натуральную величину стал тягач с паровым двигателем, созданный в 1769 году Нико- ласом Жозефом Куньо для пе- ревозки орудий. Машина двигалась со скоростью 3,6 км/час.
ПАРОВЫЕ ДИЛЕЖАНСЫ
1783 год - По реке Соне близ Лиона поплыл первый в истории пароход.
Первый в мире паровоз Стефенсона 1812 год
Паровой молот
правила для паровых дилижансов. Первое правило: Впереди каждого парового дилижанса, на расстоянии пятидесяти пяти метров, должен идти человек с красным флагом. При встрече с каретами или всадниками он должен предупреждать путников о том, что за ним следует паровик. Второе правило: Машинистам строго воспрещается пугать лошадей свистками. Выпускать пар из машин разрешается только в случае отсутствия на дороге лошадей. Третье правило: Скорость движения паровика не должна превышать в деревне шести километров в час, а в городе - трех километров.
Однако у паровых двигателей коэффициент полезного действия равен всего 5%. Из каждых 1000 кг топлива на полезную работу тратилось всего лишь 50 кг! Поэтому в начале 20 века паровые двигатели уступили свое место двигателям внутреннего сгорания , которые пришли на смену паровым и более экономно расходовали тепло, были более легкими и могли обеспечить высокую мощность при значительном уменьшении размеров. ДВС создан в 1860 году французским инженером Э. Ленуаром.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Применение ДВС
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
свеча Впускной клапан Выпускной клапан Цилиндр Поршень шатун Коленчатый вал
Первый такт. Всасыванье. Поршень движется вниз из крайнего верхнего положения и впускной клапан открыт. При опускании поршня через этот клапан в камеру сгорания всасывается горючая смесь – пары бензина с воздухом. В конце такта первый клапан закрывается , второй закрыт.
Второй такт. Сжатие. Поршень начинает подниматься вверх, сжимая горючую смесь. Незадолго до того как поршень придет в крайнее верхнее положение, в запальной свече проскакивает искра, и горючая смесь воспламеняется.
Третий такт. Рабочий ход. У газообразных продуктов сгорания температура достигает1600-1800 ْ С , а давление соответственно 1-10 МПа. Эти газы с большой силой давят на поршень, который опускается вниз и с помощью шатуна и кривошипа приводит во вращение коленчатый вал.
Четвертый такт. Выхлоп. В конце рабочего хода , когда поршень приходит в крайнее нижнее положение, открывается выхлопной клапан. Поршень , поднимаясь вверх, выталкивает отработавшие газы в атмосферу. После этого начинается снова первый такт- всасывание горючей смеси.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Какой автомобиль выбрать?