тепловые двигатели урок

1. Пані природо!
Вас не можна перехитрити й обдурити,
Але Вас можна пізнатий розуміти,
Щоб жити з Вами в мирі та злагоді.
М.М.Балашов
Тема уроку: Розв’язування задач. Теплові двигуни.
Мета уроку:
Навчальна:Систематизувати знання про теплові та холодильні
машини,фізичні процеси,що описують їх роботу.
Розвиваюча:Продовжуватиформування навичок і вмінь учнів розв’язувати
типові,якісні та експериментальні задачі,застосовуючи набуті знання.
Розвивати логічне мислення учнів, вміння спостерігати і самостійно робити
висновки, розв’язувати.
Виховна: Позитивні моменти навчальної діяльності шляхом професійної
спрямованості навчання, формувати розуміння суспільної ролі наукових
знань професійно-технічної освіти, виховувати доброзичливість, старанність,
дисциплінованість, інтерес до предмету та обраної професії.
Тип уроку: Урок застосування знань,умінь і навичок.
Форма проведення: урок – подорож.
Метод навчання: пояснювально-ілюстративний з елементами проблемного
викладання, бесіда, метод «гірлянда питань», робота в групах.
Обладнання: Навчальна програма Tich Pro « Фізика 10-11кл»,мультмедіа,
макети двигунів,плакати.
Наочність: підручники, слайди, роздавальний матеріал.
Міжпредметнізв'язки: спецпредмет «Будова автомобіля»,математика(дії з
дробами,пропорції)

2. Хід уроку.
І. Організаційна частина
Привітання, перевірка готовності учнів до уроку. Доповідь чергового про
присутніх.
Слайд 1
Викладач: Учні, сьогодні на уроці ви будете самостійно застосовувати
отримані знання, щоб вони стали навичками, дуже важливими у
майбутньому житті,у вашій професії
ІІ. Мотивація навчальної діяльності.
Викладач: У нас сьогодні буде трохи незвичний урок. Це буде урок –
подорож в країну «Тепловідвигуни». А щоб знання засвоювались вами добре
і були міцними, пам'ятайте, що фізика вимагає уважних спостережень, чітких
висновків та, хоча це і здається вам несподіваним, - дружньої підтримки.
Тому зараз поверніться обличчям до сусіда по парті, дружньо йому
посміхніться і побажайте успіхів у подорожі довжиною в один урок.
Слайд 2
Ви знаєте, що під час подорожі потрібно дотримуватися правил
дорожнього руху і певних законів, а саме – Законів Подорожі:
 Закону Поваги;
 Закону часу;
 Закону чіткості.
(Закони написані на дошці у вигляді світлофора)
ІІІ. Актуалізація опорних знань.
Наша подорож відбудеться на «Фізичному експресі».
Слайд 3
Перша станція «Стартова»
Три шляхи ведуть до знання:
шлях міркування – це шлях
найблагородніший,
шлях наслідування – це шлях найлегший,
шлях досвіду – це шлях найбільш важкий.
Конфуцій
Але, щоб сісти в експрес, нам потрібна перепустка, яку ми отримаємо,
відповівши на запитання.

3. (Питання відображені на екрані за допомогою мультимедійної
установки в кінці опитування робимо перевірку)
Слайд 4
(питання виходять по одному)
«Гірлянда запитань» ( використовується метод «Ланцюжок», учні
відповідають згідно номеру в журналі)
1.Назвіть основні означення теплової машини.
Теплова машина-це пристрій,в якому внутрішня енергія,що вивільняється
при згорянні палива перетворюється в механічну роботу
2.Що є робочим тілом у теплових машинах?
Як робоче тіло у теплових машинах використовують пару,газ,який
утворюється після згоряння пальної суміші і потім викидається в атмосферу.
3.Назвіть складові частини теплового двигуна.
Нагрівник - робоче тіло-холодильник.
4.Як працює тепловий двигун?
Тепловий двигун працює за прямим циклом. Спочатку робоче тіло отримує
тепло Q1 від нагрівника температура якого T1 ,виконує роботу A і віддає тепло Q 2
холодильнику температура якого T2
Слайд№5(відео)
5Які найбільш поширені теплові двигуни?
Карбюраторний,ДВЗ, реактивні двигуни,парові і газові турбіни,холодильні
машини.
Викладач: Отже, ви всі отримуєте перепустки і ми починаємо подорож
Слайд№6
Викладач: На тому уроці вам треба було написати аргументоване есе на
тему »Теплові двигуни - наш друг чи ворог?»

4. (Есе - це різновидність нарису,в якому головну роль відіграє не відтворення
факту,а відображення вражень,роздумів,асоціацій,есе полягає у написанні
вільного письма на 5,10…20 хв.)
СЛАЙД№7
У моєму випадку ще й який друг!
Я вам розкажу які і коли застосовують двигуни на гонках.
Слайд№8
А я розкажу про альтернативне паливо. Чи потрібно його видобувати?
Викладач:
6.Коефіцієнт корисної дії може бути-200%?
Учень: Звичайно ж – ні? ККД двигуна це відношення корисної роботи до
витраченої. А ніколи виповнена корисна робота не може бути більшою за всю
витрачену РОБОТУ. Це суперечить закону збереження енергії.
7Як визначити ККД теплового двигуна?
Учень:ККД реального теплового двигуна визначається за формулою
ŋ =
А
| 𝑄1|
=
| 𝑄1|−| 𝑄2|
| 𝑄1|
=1-
| 𝑄2|
| 𝑄1|
і ідеального теплового двигуна,який працює за циклом Саді Карно
ŋ=
Т1−Т2
Т1
100%
Викладач: Як ви гадаєте,а навіщо ми повторили всі питання,формули.

5. ІV. Повідомлення теми уроку.
Слайд 15 – тема уроку
Повідомлення теми,мети й завдання уроку
Мета:Застосування набутих знань
1.Розв’язування задач(усно)
1. Як зміниться температура повітря у кімнаті,якщо відчинити дверцята
холодильника,який працює?
(тепло, яке віддають тіла,що знаходяться всередині холодильної
камери,передається повітрю в кімнаті. Енергія,яку споживає
холодильник із мережі,також перетворюється у внутрішню. Відкритий
холодильник буди працювати,не вимикаючись,кількість спожитої енергії
зросте. Внаслідок цього середня температура в кімнаті підвищиться, однак
в різних місцях кімнати буде різною – біля розкритої дверці нижча,ніж біля
його задньої стінки,де розташовано теплообмінник і відбувається виділення
тепла).
2.Розв’язування задач(письмово)
1.ККД двигуна внутрішнього згоряння становить 28% при температурі
згоряння 9270
С,температура відхідних 4470
С.На скільки ККД двигуна
менший від ККД ідеальної машини?
Дано: СІ Розв’язання
𝑡1=9270
𝐶 𝑇1 = 1200 𝐾 ŋ=
𝑇1−𝑇2
𝑇1
100%,
𝑡2 = 4470
𝐶 𝑇2 = 720𝐾 Δŋ=ŋ1-ŋ,
ŋ=28% ŋ=28% ŋ1=
1200−720
1200
100%=40%
Δŋ-? Δŋ=40%-28%=12%
Відповідь: Δŋ=12%.

6. 2.Яку середню потужність розвиває двигун внутрішнього згоряння
мотоцикла,якщо при швидкості 108 км/год витрачається 3.7 л бензину на 100
км шляху,а ККД установки двигуна 25%? Густина бензину 700кг/м3.
Дано: СІ Розв’язування
𝜈=108 км/год v=30м/с ŋ=
𝐴
𝑄
, A=N·t, t=
𝑆
𝑣
, Q =m·q,
V=3,7 kм V=3,7·10−3
м3 m=V·ρ. Отже, ŋ=
𝑁·𝑆
𝑉·ρ·q·𝜈
,
S=100 kм S=105
м N=
𝑁·𝑉·ρ·q·𝑣
𝑆
,
ŋ=25% ŋ=0,25 [ 𝑁]=
м3·кг·Дж·м
м·м3·кг·с
=
Дж
с
=Вт
з таблиці: N=
0,25·3,7·10−3·700·46·106
105
=8900(Вт).
ρ = 700
кг
м3
q = 46·106 Дж
кг
N-?
Відповідь: N=8900 Вт.
V3Підбиття підсумку уроку та повідомлення домашнього завдання
Домашнє завдання:
1.Повторити теоретичний матеріал за підручником.
2.Роз'вязати задачі:
1)Яка маса льоду взятого при температурі 00С,розплавиться,якщо йому
передати таку кількість теплоти,що під час конденсації 8 кг водяної пари при
1000С і нормальному тиску?
2)записати перший закон термодинаміки для кожного випадку:
а)в холодну воду в калориметрі опускають нагріте тіло;
б)молоток нагрівається внаслідок удару об колоду;
в) вода в чайнику нагрівається на газовій плиті;
г)газ у посудині ізобарно охолоджується.
3)Газ,який займає об’ємом 460 л за температури 280 К, нагріли до 295 К.
Знайти роботу,виконану газом, якщо тиск не змінювався і дорівнював
999к Па.

7. Визначте правильну,на вашу думку,відповідь.
1. Робочим тілом у теплових двигунах є:
А. охолодженеповітря В нагріте повітря
Б охолодженапара Г нагріта пара або газ
Підведення підсумків. Вручення нагород.

8. МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДЕРЖАВНОЇ ОБЛДЕРЖАДМІНІСТРАЦІЇ
ДЕПАРТАМЕНТ ОСВІТИ І НАУКИ
КПТМЛ
Пошуково-попереджувальне завдання
Тема: «Вплив ДВЗ на екологію»
Склав:
учень гр. №
викладач:
Степанова Г.С
М.Кривий Ріг

9. Загальновідомо,що найбільшу кількість механічної енергії (до 80% від
установленої потужності)виробляють двигунивнутрішнього згоряння(ДВЗ),
що споживають основнумасу продуктів переробкина паливо нафти та певну
частину переробкивугілля, газу.
Тому під час роботиДВЗ і завдають найбільшої шкоди довкіллю,
обувомленої хімічними чинниками забруднення атмосферитоксинамиу
відпрацьованих газів двигунів (ВГ).
Як свідчить досвід кращих моторобудівнихфірм світу,сьогодніє всі
можливостіостаточно розв’язуватиназрілу проблемуекологізації ДВЗ
шляхом найширшого запровадження разом поліпшенням робочогопроцесу
ефективної штучної нейтралізації токсичнихвикидів двигунів. Це й
дозволить остаточнорозв’язатиназрілу екологізації двигунів.
Під час роботитеплових двигунів виділяється вуглекислий газ.
В атмосфері разом із парами водивін призводить до так званого
«парникового ефекту». Збільшення концентрації вуглекислого газу в
атмосферіЗемлі спричиняєтьсядо підвищення середньої температури
планети. Є ще одна причина, з якої середня температура на планеті може
зрости. Роботатеплових двигунів не може бути здійснена без відведення в
довкілля певної кількості теплоти, що також призводить до поступового
підвищення середньої температури на планеті.
Автотранспортє джерелом забруднення атмосфери, кількість автомашин
безперервно збільшується, особливо увеликих містах,а разом із цим зростає
валовий викид шкідливих продуктів в атмосферу.
Дослідження складу відпрацьованих газів ДВЗ засвідчують, що в них
міститься кілька десятків компонентів. Діоксид сірки утворюється у
відпрацьованих газах, якщо сірка міститься у вихідному дизельномупаливі.

10. Найбільшу токсичність має вихлоп карбюраторнихДВЗ за рахунок
більшого викиду СО. Дизельні ДВЗ викидають у великих кількостях сажу,
яка у чистомувиглядіне токсична. Однак частинки сажі несуть на своїй
поверхні частинки токсичнихречовин, зокремай канцерогенних. Сажа може
тривалий час перебувати у зваженому стані в повітрі, збільшуючи тим самим
час впливу токсичнихречовинна людину.
Кількість шкідливих речовин,що надходять в атмосферу в складі
відпрацьованих газів, залежить від загального технічного стану автомобілів, і
особливо від двигуна – джерела найбільшого забруднення. Так, за порушення
регулювання карбюраторавикиди збільшуються в 4-5 разів.
Застосування етилового бензину, що має у своєму складі сполуки свинцю,
спричиняєзабруднення атмосферногоповітря досить токсичнимисполуками
свинцю. Близько 70% свинцю, доданого до бензинуз етиловою
рідиною,потрапляюв атмосферу з відпрацьованимигазами, з них 30% осідає
на землі відразу, а 40% залишається в атмосфері. Один вантажний автомобіль
середньої вантажопідйомностівикидає 2,5 – 3 кг свинцю в рік.
Концентрація свинцюв повітрі залежить від вмісту свинцюв бензині.
ДВЗ займають провідне місце серед атомних джерел енергії для потреб
транспорту, сільського господарства, будівництва, військової техніки, тобто
для визначальних галузей господарствабудь-якоїкраїни. Томуїхній вплив на
луцьке середовищемає глобальний характер.
Масштабна екологізації ДВЗ потребуєпостійної уваги їхніх розробників та
споживачів.

11. Фізична вікторина
1.Як змусити шматок пластиліну плавати у воді?
Обладнання:широка посудина з водою, шматок пластиліну.
Відповідь:зробити з пластиліну кораблик.
2.Щороку в золотомузалі Стокгольмськоїратуші відбувається знана подія
вченого світу. Яка?
Відповідь: Вручення Нобелівської премії.
3.Практичне завдання. Продемонструйте,якможназбільшити точна у 2 рази
тиск,який ви чинити на підлогу.
Відповідь: стати на одну ногу.
4.Назвіть технічний прилад, з яким можна грати в хованки,але все одно
програєш.
Відповідь:локатор.
5.Спочатку це була чиста вода,потім – металевий диск, потім скло, покрите
спеціальною сполукою. Що це зам річ і що в неї потрібно запитати?
Відповідь:дзеркало,запитати «Свет мой, зеркальце ,скажи, да всю правду
расскажи…»
6.Яке фізичне тіло не має ні форми,ніоб’єму?
Відповідь:такого тіла не існує.
7.Чого не сховаєш у скрині?
Відповідь:промінь світла.
8.Цей учень народився в Сиракузах. Його наукові праці присвячені
проблемам математики, фізики, астрономії. Він винайшов машину для
зрошення полів, гвинт, блок,військовіметальні машини. Математично вивів
умову рівноваги важеля,заклав основигідростатики. Згідно з легендою,
основнийзаконгідростатики він відкрив, купаючись у ванні, а потім на
радощах вибіг на вулицю з криком «Еврика!»
Відповідь: Архімед.

12. 9.Каплі дощу надходять із хмари, а хмари утворені з краплинок, які не
падають вниз. Чому?
Відповідь:дрібненькі краплинки в хмарі утримуються висхідними потоками
повітря.
10.Чому вареники через деякий час після того, як їх вкинули в киплячу воду,
піднімаються на поверхню води?
Відповідь:під дією високої температури тісто розбухає, збільшується об’єм
вареників,унаслідок чого зростаєвиштовхувальна сила,яка в певний момент
стає більшою за вагу вареника.
11.Як виміряти висоту будинку за допомогоюдвохсекундомірів?
Відповідь:один секундомір кидають із даху будинку,а другим вимірюють час
його падіння, а потім обчислюють висоту.
12.У високу циліндричну склянку діаметром 5 см впав м’ячикдіаметром 4
см. Як дістати м’ячик, не перевертаючи посудини?
Відповідь: треба налити в посудинуводи. М’ячик спливе, і його можна буде
витягти.
13.Практичне завдання. Як опустити в колбу моменту, не торкаючись
моменти? Продемонструйте.
Обладнання: скляна колба, монета, листівка.
Відповідь: на колбу потрібно покласти листівку, а зверху – монету й різко
вибити листівку. Монета впаде на дно колби.
14.Якось одинцар запитав в Архімеда, скільки потрібно взятизолота, щоб
його маса дорівнює масі слона. Як Архімед упорався з цією задачею?
Відповідь: Архімед спочатку помістив на пліт слона і позначив рівень
занурення, а потім навантажив зливки золота на пліт до такого ж занурення.
15.Коли рибі легше зірватися з гачки: коли вона ще перебуває у водічи вже в
повітрі?
Відповідь:вага рибини в повітрі більша, тому риба легше може зірватися з
гачка в повітрі.

13. 16.Практичне завдання. У звичайну склянку з тонкими стінками по вінця
налито води. Як розділити воду на дві рівні частини?
Обладнання:циліндрична склянка з водою.
Відповідь:слід повільно нахилити склянку і відлити воду доти,докине почне
виднітися дно.
17.Чому кондиціонері розташовують високо під стелею?
Відповідь:холодне повітря опускається вниз,конвекція.
18.Якщо з гвинтівки вистрілити у варене яйце,то у ньому утвориться отвір.
Якщо ж вистрілити у сере яйце, то воно розлетиться. Якпояснитице явище.
Відповідь: у рідині тиск передається в усі точки однаково згідно із законом
Паскаля.
19.Що важче: тонна деревини чи тонна заліза?
Відповідь: вага у вакуумі того дерева,яке в повітрі важить тонну,більша від
ваги у вакуумі того заліза,яке в повітрі також важить одну тонну.
20.Практичне завдання: Закинути якнайдалі аркуш паперу.
Обладнання:аркуш паперу.
Відповідь:аркуш паперу потрібно зіжмакати,а тоді кинути.
21.У чорномуящику міститься те,чим ми в дитинстві полюбляли
гратися,особливо влітку, і що є основною складовоюмікросхем комп’ютера.
Відповідь:пісок (Si𝑂2).
Відповіді до питань фізичної вікторини надавати
лаборанту кабінету фізики №19
Коваленко Катерині Сергіївні.
Результати вікторини будуть оголошені на лінійці 29.04.13.

14. Творче есе :»Невыгодныеизобретения,которыхбоитсямир».
Прогресс, как известно, не стоит на месте, а движется вперед. Но почему-
то за последниесто лет не нашли альтернативу бензину, лекарство от рака
или способ накормить население этой планеты. Или нашли? Нет, если бы
нашли, то обязательно уже применили бы, и все мы жили бы счастливо. Ведь
так?
Альтернативное топливо.
Разговоры про болееэкологичноеи дешевое топливо идут уже несколько
десятков лет, но так и остаются разговорами. Тотже водород горитне
намного хуже бензина, а продукты его горения гораздо менее ядовиты. Что
же касается добычиэтого газа, то его в природеочень много, а способы его
добычиизвестны и широко используются в промышленности.
В качестве отговоркиотиспользования водорода, приводятего
взрывоопасностьи то, что ездить с баком, наполненным взрывчатым
веществом, как минимум неспокойно. Но развебензин не взрывоопасен?К
тому же есть один старыйспособ получения водородаиз воды - электролиз.
Наверняка, при некотором количествежелания и финансирования можно
построить небольшуюустановку, которая могла бы из воды добывать
водороди пере гонять его в камеру сгорания автомобиля. И тогда проблема
взрывоопасностибылабы решена.
Кому и почему не выгоденпереход с нефтяных продуктов на заправку
автомобилей водой, думаю, объяснять излишне. Отмечу только, что
российскийоборотбензинаи дизельного топливасоставляет "скромных" 62
миллиона тонн в год, а на экспортуходит еще 140 миллионов горючего. А,
помимо российскихнефтедобывающихкомпаний, как вы понимаете, есть и
другие.