Главные вкладки

    Тепловые двигатели и охрана окружающей среды
    план-конспект урока по физике (8 класс) на тему

    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.

    Скачать:

    ВложениеРазмер
    Microsoft Office document icon teplovye_dvigateli_i_okhrana_okr.sredy_.doc54.5 КБ

    Предварительный просмотр:

    Тепловые двигатели и охрана окружающей среды

    Афлятунова Гулюса Шагитовна

    Учитель физики гимназии № 4 Кировского района г.Казани  Республики Татарстан

    Цели урока:

    Образовательные – рассмотреть физические принципы работы тепловых двигателей; выяснить роль тепловых двигателей в жизни мирового сообщества;

    Развивающие – совершенствовать интеллектуальные способности и мыслительные умения учащихся; формировать представление о процессе научного познания;

    Воспитательные – 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, таблица «ДВС» экологические таблицы.

    Плакаты:

     1.  Жак Ив Кусто: «Раньше природа устрашала человека, а теперь человек устрашает природу»

    2.   1 т бензина, сгорая, выделяет 500-800 кг вредных веществ;

    в атмосферу ежегодно выбрасывается 5 млрд т. СО2  в состав выхлопных газов входит 1200 компонентов, в том числе оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, альдегиды, оксиды металлов (наиболее вредный – оксид свинца), сажа.

    Ход урока

    1. Организационный момент  
    2. Подготовка к усвоению нового материала (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.

            В нем дикая,

                            страшная сила

            Гнездится –

                            она называется –

                                                    «пар»

                                    В.Г.Бенедиктов

            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.

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

    1. Актуализация опорных знаний учащихся (повторить и углубить знания, необходимые для усвоения нового материала; прием обучения – эвристическая беседа)
    2. Освоение нового материала.
    1. Проделаем опыт. 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.

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

    Существует разные виды тепловых двигателей:

    • паровая машина,
    • двигатель внутреннего сгорания,
    • газовая и паровая турбина,
    • реактивный двигатель.

            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. Недаром на памятнике Уатту написано: «Увеличил власть человека над природой».

    1. 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.

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

    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. 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.

    1. Охрана окружающей среды.

    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.

    Защита окружающей среды – дело каждого, и каждый может и должен принять в нем посильное участие.

    V. Закрепление нового материала (закрепить знания и умения, необходимые для самостоятельной работы учащихся)

    Итак, попробуем ответить на вопросы:

    1. Перечислите виды тепловых двигателей. Каковы отрицательные последствия применения тепловых двигателей?

    2. Какая экологическая проблема нашла отражение в строках китайского поэта Цюй  Цюбо?

    Генерал – губернатор

    Мчится в автомобиле.

    Белесый клубится дым,

    Зловоние душит людей.

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

            VI. Подведение итогов урока (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.

            § 22.   Подготовить доклад на тему: «Использование энергии Солнца на Земле».

     


    По теме: методические разработки, презентации и конспекты

    Урок "Тепловые двигатели и охрана окружающей среды Ноябрьского региона"

    Цель урока: закрепление, обобщение и систематизация знаний, полученных на уроках при изучении темы «Тепловые двигатели».Задачи урока: 1.Образовательные: закрепление, обобщение и систематизация зн...

    Урок по физике в 8 классе. Тема: «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды »

    Тип урока - урок обобщения и систематизации знаний.Цель урока: закрепление, обобщение и систематизация знаний, полученных на уроках при изучении темы «Тепловые двигатели».Задачи урока: 1.Об...

    Тепловые двигатели и охрана окружающей среды

    Презентация для урока при изучении тепловых двигателей, ДВС, таровая турбина....

    Тепловые двигатели и охрана окружающей среды

    Тепловые двигатели и охрана окружающей среды...

    Тепловые двигатели и охрана окружающей среды

    План - конспект урока " Тепловые двигатели и охрана окружающей среды"...

    Интегрированный урок (физика – экология) в 8 классе по теме: «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды»

    Интегрированный урок (физика – экология) в 8 классе по теме: «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды»Цели урока: - объяснить принцип действия тепловых двигателей, определить КПД тепловых дв...

    Тепловые двигатели и охрана окружающей среды. (Методическая разработка открытого занятия по физике)

    Областное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Курский монтажный техникум»   Преподаватель: Блинова Г.И.   Тепловые двигатели и охрана окружающей с...