Фізика 8 клас - розробки уроків до підручника за ред. В. Г. Бар’яхтара - 2016

РОЗДІЛ 1. ТЕПЛОВІ ЯВИЩА

Частина II. ЗМІНА АГРЕГАТНОГО СТАНУ РЕЧОВИНИ. ТЕПЛОВІ ДВИГУНИ

Урок 27. Деякі види теплових двигунів

Мета: ознайомити з будовою та принципом дії парової турбіни та двигуна внутрішнього згоряння; розглянути плюси та мінуси використання теплових двигунів.

Очікувані результати: учні повинні вміти описувати парову турбіну та двигун внутрішнього згоряння за узагальненим планом характеристики теплового двигуна, усвідомлювати плюси й мінуси використання теплових двигунів.

Тип уроку: комбінований.

Наочність і обладнання: підручник, модель найпростішого двигуна внутрішнього згоряння, модель парової турбіни.

Демонстрації: будова й принцип дії найпростішого двигуна внутрішнього згоряння та парової турбін и на моделях.

Хід уроку

Набуття будь-якого пізнання завжди корисне для розуму.

Л. да Вінчі

I.  Організаційний етап

II. Перевірка домашнього завдання

Перевірка виконання завдань №1,3 вправи № 15 здійснюється письмово.

Два учні записують розв’язання на дошці й коментують.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Учитель повідомляє, що історія промислового застосування теплових двигунів починається з парової машини, яку в 1768 р. створив англійський учений Джеймс Ватт. У XX ст. на зміну першим паровим машинам прийшли сучасні двигуни внутрішнього згоряння, парові й газові турбіни, реактивні двигуни. На уроці учні дізнаються, як працюють деякі з них.

IV. Актуалізація опорних знань

ü  Бесіда за запитаннями

1. Що таке тепловий двигун?

2. Які основні частини теплового двигуна?

3. У чому полягає принцип дії теплового двигуна?

4. Які основні види втрат енергії в теплових двигунах?

5. Що таке ККД теплового двигуна?

6. Чому ККД теплового двигуна завжди менший за 100 %?

V. Вивчення нового матеріалу

ü  План вивчення нового матеріалу

1. Будова та принцип дії двигуна внутрішнього згоряння.

2. Будова та принцип дії парової турбіни.

3. Плюси й мінуси використання теплових двигунів.

ü  Лекція з елементами бесіди

1. Будова та принцип дії двигуна внутрішнього згоряння

Поява двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) у XIX ст. була обумовлена в першу чергу необхідністю створення ефективного і сучасного приводу для різних промислових пристроїв і механізмів.

Учитель пропонує учням описати ДВЗ за таким планом: 1) призначення; 2) винахідник першого двигуна внутрішньо згоряння; 3) будова; 4) принцип дії; 5) аналіз: що в двигуні внутрішнього згоряння є нагрівачем, робочим тілом і холодильником; 6) ККД двигуна, аналіз ефективності двигуна; 7) сфера застосування.

Двигун внутрішнього згоряння як фізичний пристрій

1) Це привод для різних пристроїв та механізмів, у якому хімічна енергія палива, що згоряє всередині двигуна, перетворюється на механічну роботу.

2) Винахідником ДВЗ вважають німецького інженера Ніколауса Августа Отто, який у 1862 р. розпочав виробництво й продаж двотактних двигунів.

3) ДВЗ складається із циліндра (1), в якому пересувається поршень (2). Усередині поршня шарнірно закріплений шатун (3), з’єднаний із колінчастим валом (4), обертання якого забезпечує обертання тягових коліс транспортного засобу. У верхній частині циліндра є два канали, закриті клапанами (5). Через впускний клапан пальна суміш (суміш повітря з бензином або газом) надходить до циліндра; через випускний клапан викидаються відпрацьовані гази. Крім клапанів, у верхній частині циліндра деяких двигунів розміщено свічку (6) — пристрій для запалювання пальної суміші за допомогою електричної іскри.

(Учитель пояснює будову двигуна за рис. 17.5 підручника та моделлю двигуна.)

4) Робочий цикл чотиритактного двигуна складається відповідно з чотирьох тактів.

I такт — усмоктування (рис. 17.6, а). Поршень рухається вниз, у циліндрі падає тиск. У цей час відкривається впускний клапан і пальна суміш усмоктується в циліндр. Наприкінці І такту впускний клапан закривається.

II такт — стиснення (рис. 17.6, б). Поршень рухається вгору і стискає пальну суміш. Коли поршень доходить до крайнього верхнього положення, проскакує іскра і пальна суміш займається. Обидва клапани закриті.

III такт — робочий хід (рис. 17.6, в). Розжарені гази штовхають поршень униз. Рух поршня передається шатуну, який штовхає колінчастий вал і примушує його обертатися, — двигун виконує корисну роботу. Наприкінці III такту відкривається випускний клапан.

IV такт — випускання (рис. 17.6, г). Поршень рухається вгору і через випускну трубу виштовхує продукти згоряння в атмосферу. Наприкінці IV такту випускний клапан закривається. Випускання відпрацьованих газів супроводжується передачею деякої кількості теплоти довкіллю.

(Учитель пояснює принцип дії ДВЗ з опорою на рис. 17.6 та демонструє робочий цикл двигуна на моделі.)

5)

(Учитель пропонує учням заповнити схему, називаючи, що є робочим тілом, нагрівником і холодильником для ДВЗ: нагрівник — повітряна суміш, що горить, робоче тіло — розжарені гази, холодильник — довкілля.)

6) ККД ДВЗ різних конструкцій становить 25-40 %.

(Учитель пропонує учням оцінити ефективність ДВЗ.)

7) Найчастіше ДВЗ використовується у транспортних засобах (автомобілях, мотоциклах, поїздах, літаках, водному транспорті тощо). ДВЗ застосовуються також в автономних електричних генераторах для виробництва електроенергії.

2. Будова та принцип дії парової турбіни

ü Метод «Критичне читання тексту»

Учні самостійно знайомляться з пунктом 1 § 17 і характеризують парову турбіну за планом, аналогічним опису ДВЗ.

Під час перевірки виконання цього завдання учитель демонструє учням діючу модель парової турбіни.

3. Плюси та мінуси використання теплових двигунів

Важливим моментом при вивченні цієї теми є усвідомлення учнями плюсів і мінусів використання теплових двигунів. Учитель пропонує учням навести власні аргументи, які б свідчили про переваги та недоліки їхнього застосування. Потім знайомить із аргументацією, наведеною в підручнику, та розповідає про напрями боротьби з негативними наслідками використання теплових двигунів.

VI. Первинне осмислення нового матеріалу. Закріплення отриманих знань

ü  Виконання вправ

[2]: вправа № 17: завдання № 1-5 — усно.

VII. Підбиття підсумків уроку

Учитель пропонує учням прокоментувати вислів британського письменника, мандрівника Джонатана Рабана: «У нерозвинених країнах смертельно небезпечно пити воду, в розвинених — дихати повітрям».

ü  Рефлексія за методом «Капелюшки, що думають»

Учитель користується додатком 2.2.

VIII.  Домашнє завдання

1. [2]: § 17; контрольні запитання.

2. Підготуватися до уроку-семінару за темою «Теплоенергетика. Способи збереження енергетичних ресурсів» (організація семінару та питання для виступів учнів описано в матеріалах до уроку 28).

Цікаві факти подано в електронному додатку.




Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити