- освітня:
Прищеплення інтересу до предмета.
Демонстрація застосовності в житті знань, одержуваних на різних уроках.
Залучення кожного учня в активний пізнавальний процес.
Вироблення предметних компетенцій. - Виховна: виховання уважного, доброзичливого ставлення до відповідей однокласників.
- розвиваюча:
розвиток умінь і здібностей учнів працювати самостійно;
розширення кругозору;
підвищення ерудиції;
Розвивати уміння творчо підходити до вирішення завдань;
Розвиток умінь виступу перед аудиторією.
- Постановка навчальної мети.
- Повторення пройденого матеріалу.
- Вивчення нового матеріалу.
- Закріплення вивченого.
- Домашнє завдання.
- мультимедіа;
- презентація PowerPoint
I. Організаційний момент.
II. Повторення пройденого матеріалу.
На минулому уроці ми з вами розібрали поняття теплових машин, їх види і коротку історію розвитку. Давайте коротко повторимо пройдений матеріал, але спочатку послухаємо повідомлення, які ви підготували.
Історія ДВС (Презентація. Слайд 1). Повідомлення учня "Перші теплові машини".
- Які пристрої називаються тепловими двигунами? (Машини, в яких внутрішня енергія палива перетворюється в механічну енергію, називаються тепловими двигунами.)
- Чи можна вогнепальну зброю віднести до теплових двигунів? (Так. Енергія згорілого пороху переходить в механічну енергію снаряда.)
- Чи можна людський організм віднести до теплових двигунів? (Так.)
- Чому ДВС не використовуються в підводних човнах при підводному плаванні? (Під водою для роботи двигуна внутрішнього згоряння необхідне повітря, а його там немає, або необхідно брати скраплений повітря, але це нерентабельно і ускладнює процес.)
- Чи змінюється температура пари в турбіні? (Так, вона зменшується.)
- Чи всі теплові двигуни однаково рентабельні? (Ні, не все, є більш економічні, наприклад дизельний двигун.)
III. Вивчення нового матеріалу.
Зазвичай, рентабельність двигунів визначається їх ККД. (Коефіцієнтом корисної дії.)
Коефіцієнт (від лат coefficientis) зазвичай постійна або відома величина - множник при змінній або відомої величиною. /
Що ми називали коефіцієнтом корисної дії при вивченні механіки? (Відношення корисної роботи до роботи витраченої.)
При роботі теплових двигунів механічна робота здійснюється за рахунок перетворення внутрішньої енергії горіння палива в механічну енергію.
Тобто то, виробляючи математичні перетворення основної формули # 942; отримаємо нові формули для розрахунку ККД теплового двигуна: (учні на місцях, а потім біля дошки виробляють необхідні перетворення).
Здійснюючи роботу, тепловий двигун використовує лише певну частину тієї енергії, яка виділяється при згорянні палива.
Фізична величина, що показує, яку частку становить здійснюються двигуном робота від енергії, отриманої при згорянні палива, називається коефіцієнтом корисної дії теплового двигуна.
ККД теплового двигуна знаходять за формулою
де Q - кількість теплоти, отримане в результаті згоряння палива; А - робота, що здійснюються двигуном.
Завдання: стор. 56-57 підручника, знайти визначення і формулу для розрахунку ККД теплового двигуна. У чому подібність або відмінність цих понять?
Крім того ККД теплового двигуна можна обчислювати за формулами:
Розглянемо характеристики деяких, найбільш використовуваних теплових двигунів
Характеристики теплових двигунів (Слайд 5)
. Як ви думаєте, на що витрачається велика частина внутрішньої енергії теплових двигунів?
. Чи безпечні теплові двигуни з точки зору екології?
Ви маєте рацію і це добре видно з наступних даних:
Застосування теплових машин і проблеми охорони навколишнього середовища (Слайд 6)
При спалюванні палива в теплових машинах потрібна велика кількість кисню. На згоряння різноманітного палива витрачається від 10 до 25% кисню, виробленого зеленими рослинами.
Теплові машини не тільки спалюють кисень, а й викидають в атмосферу еквівалентні кількості двоокису вуглецю (вуглекислого газу). Згоряння палива в топках промислових підприємств і теплових електростанцій майже ніколи не буває повним, тому відбувається забруднення повітря золою, пластівцями сажі. Зараз у всьому світі звичайні енергетичні установки викидають в атмосферу щорічно 200-250 млн. Т золи і близько 60 млн. Т діоксиду сірки.
Крім промисловості повітря забруднює і транспорт, насамперед автомобільний (жителі великих міст задихаються від вихлопних газів автомобільних двигунів).
Якісні завдання: (Слайд 7)
1. Один з учнів при вирішенні отримав відповідь, що ККД теплового двигуна дорівнює 200%. Чи правильно вирішив учень завдання? (Ні. ККД теплового двигуна не може бути більше 100% або дорівнює 100%)
2. ККД теплового двигуна 45%. Що означає це число? (45% енергії йде на вчинення корисної роботи, а 55% енергії витрачається даремно на обігрів атмосфери, самого двигуна і т.д.)
3. Чи може ККД теплового двигуна дорівнювати 1,8; 50; 4; 90; 100%? (ККД теплового двигуна завжди менше 100%)
4. Завдання для любителів біології: (Слайд 8)
В організмі людини налічується близько 600 м'язів. Якби всі м'язи людини напружилися, вони викликали б зусилля, що дорівнює приблизно 25 т. Вважається, що при нормальних умовах роботи людина може розвивати потужність 70-80 Вт, однак можлива миттєва віддача енергії в таких видах спорту, як штовхання ядра або стрибки в висоту . Спостереження показали, що при стрибках у висоту з одночасним відштовхуванням обома ногами деякі чоловіки розвивають протягом 0,1 с середню потужність близько 3700 Вт, а жінки - 2600 Вт.
ККД м'язів людини дорівнює 20%. Що це означає? Яку частину енергії м'язи витрачають даремно? (20% енергії витрачається на корисну роботу; 80% енергії м'язи витрачають даремно.)
5. Тепловий двигун за цикл отримує від нагрівача енергію, дорівнює 1000 Дж, і віддає холодильнику енергію 800 Дж. Чому дорівнює ККД теплового двигуна? (20%)
Спробуйте вирішити це завдання самостійно, а в допомогу я нагадаю вам загальну схему теплового двигуна. (Потім розібрати рішення у дошки).
(Схему заздалегідь заготовити з
зворотного боку на дошці)
6. Тепловий двигун за цикл отримує від нагрівача енергію, дорівнює 1000 Дж, і віддає холодильнику енергію 700 Дж. Чому дорівнює ККД теплового двигуна? (30%) (Вирішити самостійно.)
V. Підсумок уроку (повторити основні поняття і формули).
§ 24; питання на с.57; індивідуальні картки з завданнями; всім бажаючим - скласти ребус або кросворд з вивченої теми.
Індивідуальні картки домашнього завдання:
- Яка кількість теплоти потрібно. щоб розплавити 500 г льоду, взятого при температурі -10 ºС, отриману воду довести до кипіння і випарувати 100 г води? (620,5кДж)
- Чому дорівнює ККД плавильної печі, в якій на плавлення 1 кг міді, взятої при температурі 85 ºС, витрачається 400 г кам'яного вугілля? (≈ 5,7%)
- На нагрівання і плавлення міді витрачено 1276 кДж теплоти. Визначити масу міді, якщо її початкова температура 15 ºС. (2 кг)
- Яку масу антрациту треба спалити в котлі з ККД 40%, щоб 1 т води, що надходить в нього при 20 ºС, нагріти до 100 ºС і половину перетворити на пару при 100 ºС? (≈ 124 кг)