Работа газа и пара при расширении кпд теплового двигателя

урок «Работа газа и пара при расширении. Тепловые двигатели»
презентация к уроку по физике (8 класс) на тему

данный урок разработан для 8 класса по программе Перышкина

Скачать:

Вложение Размер
урок «Работа газа и пара при расширении. Тепловые двигатели» 1.03 МБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Работа газа и пара при расширении. Тепловые двигатели Совина Г.А. учитель физики МБОУ «СОШ с. Малая Екатериновка Калининского района Саратовской области»

Цели урока: Изучить: Физические основы работы тепловых машин; Устройство и принцип действия двигателя внутреннего сгорания, паровой машины; Познакомиться с историей появления тепловых машин.

Сегодня на уроке мы поговорим об изобретениях, которые имеют исключительно важное значение в жизни человеческого общества, развитии техники, энергетики и транспорта.

Эти изобретения позволили человечеству шагнуть в космос, раскрыть тайны морских глубин.

Да или Нет Вопросы : 1. Внутренняя энергия – это энергия частиц тела. Она состоит из кинетических энергий всех молекул. 2. Внутренняя энергия – это энергия частиц тела. Она состоит из кинетической и потенциальной энергии всех молекул. 3. Работа, которая совершается при нагревании тела – это количество теплоты. 4. Количество теплоты – это энергия, которую тело получает или отдает при теплопередаче. 5. Источник энергии топлива – соединении при его горении атомов в молекулы. 6. Закон сохранения механической энергии утверждает – кинетическая энергия переходит в потенциальную и наоборот. 7. Закон сохранения механической энергии утверждает – при всех превращениях энергии полная механическая энергия остается постоянной. 8. Крышка чайника, в котором кипит вода, подпрыгивает при этом внутренняя энергия переходит в механическую. 9. Превращение внутренней энергии в механическую происходит при распиливании бревна, т.к. при этом пила нагревается. 10. Один из основных законов природы — закон сохранения и превращения энергии устанавливает постоянство общего значения энергии при всех ее превращениях и передачах от одного тела к другому.

Да или Нет Вопросы : 1. Внутренняя энергия – это энергия частиц тела. Она состоит из кинетических энергий всех молекул. (нет) 2. Внутренняя энергия – это энергия частиц тела. Она состоит из кинетической и потенциальной энергии всех молекул. (да) 3. Работа, которая совершается при нагревании тела – это количество теплоты. (нет) 4. Количество теплоты – это энергия, которую тело получает или отдает при теплопередаче. (да) 5. Источник энергии топлива – соединении при его горении атомов в молекулы. (да) 6. Закон сохранения механической энергии утверждает – кинетическая энергия переходит в потенциальную и наоборот. (нет) 7. Закон сохранения механической энергии утверждает – при всех превращениях энергии полная механическая энергия остается постоянной. (да) 8. Крышка чайника, в котором кипит вода, подпрыгивает при этом внутренняя энергия переходит в механическую. (да) 9. Превращение внутренней энергии в механическую происходит при распиливании бревна, т.к. при этом пила нагревается. (нет) 10. Один из основных законов природы — закон сохранения и превращения энергии устанавливает постоянство общего значения энергии при всех ее превращениях и передачах от одного тела к другому. (да)

Проверим себя Подсчитайте количество правильных ответов. Если их число: 8-10 ставим « 5 » 6-7 ставим « 4 » 3-5 ставим « 3 »

ЧТО ТАКОЕ ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Обсудим Изменяется ли внутренняя энергия газа в трубке? За счет чего происходит изменение энергии? Как изменяется внутренняя энергия газа? Почему вы так думаете?. Можно ли сказать, что расширяясь газ совершает работу? Какие превращения энергии мы наблюдаем?

Вывод Внутренняя энергия топлива при его сгорании преобразуется во внутреннюю энергию высокотемпературного газа, которая при расширении газа частично превращается в механическую энергию пробки Тепловой двигатель – это машина, в которой внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию

История изобретения тепловых машин

Изобретение тепловой машины история

задание 1.Выберите вид двигателя: A.«Двигатель внутреннего сгорания» B.«Паровая турбина» 2. Подготовьте ответы на вопросы: Почему данный вид двигателя относится к тепловым? Перечислите основные детали двигателя. Поясните принцип работы двигателя. Где данный тип двигателя находит применение?

Вопросы по самостоятельной работе Что представляет собой тепловой двигатель? — Какие виды тепловых двигателей существуют? — Какие виды энергии преобразуются из одного в другой при работе тепловых машин? — Каков принцип действия тепловых двигателей? — За сколько тактов совершается один рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания? — Почему в паровой турбине температура отработанного пара ниже, чем температура, пара поступающего к лопастям турбины?

С момента, когда Джеймс Уатт в 1768 г. построил первую паровую машину, до настоящего времени прошло более 240 лет. За это время тепловые машины сильно изменили содержание человеческого труда.

Изобретение паровой машины имело исключительно большое значение для перехода к машинному производству, сделало возможным изобретение парохода(1807), и паровоза (1814).

Изобретение паровой турбины позволило резко увеличить мощности электростанций. В настоящее время паровая турбина—основной первичный двигатель на тепловых и атомных электростанциях.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания вызвало к жизни автомобилестроение и авиацию.

1 .Тепловыми двигателями называют машины, в которых… В. Внутренняя энергия превращается в механическую энергию А. Кинетическая энергия превращается в потенциальную Б. Механическая энергия превращается во внутреннюю энергию

2. В каком из перечисленных ниже транспортных средств используется ДВС? А. Паровоз Б. Автомобиль В. Трамвай Г. Троллейбус

3. Какой тепловой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания? А. Который имеет внутреннюю камеру сгорания топлива. Б. У которого топливо сгорает внутри рабочего цилиндра двигателя. В. Для которого используется жидкое топливо, вводимое непосредственно в двигатель.

4. Из последовательности каких 4-х тактов состоит каждый цикл работы двигателя внутреннего сгорания? А. Сжатия, выпуска, рабочего хода, впуска Б. Рабочего хода, впуска, сжатия, выпуска. В. Впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска.

5. Зачем для работы двигателя внутреннего сгорания нужен маховик на его валу? А. Чтобы, получив энергию во время рабочего хода и вращаясь затем по инерции, маховик поворачивал вал двигателя для осуществления других тактов цикла его работы. Б. Чтобы маховик вращал вал двигателя в интервалах времени между рабочими ходами. В. Чтобы маховик во время рабочего хода запасал энергию, нужную для работы двигателя внутреннего сгорания?

2 3 4 5 МОЛОДЕЦ. 1

2 3 4 5 Ай-ай-ай. Подумай ещё. 1

Домашнее задание: §§ 21-23 Какие экологические проблемы породили тепловые двигатели? Каковы пути их решения? (К чему приводит загрязнение почвы СО? СО2? Свинцом? Сажей? NO 2?)

«Человек без улыбки на лице не должен начинать свой рабочий день». Спасибо за работу.

Проверим себя Подсчитайте количество правильных ответов. Если их число: 5 ставим « 5 » 4 ставим « 4 » 3 ставим « 3 »

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

8 класс.Тема урока: «Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания».Тип урока: Изучение нового материала.Цели урока:Сформировать знание учащихся о работе пара и газа на примере изу.

Материал предназначеени для проведения урока в 8 классе по технологии «кейс — метод». В кейсе также много дополнительной информации по указанной теме. Имеется игра «да — нет» для закрепления материала.

Презентацияпо физике для учащихся 8 класса на тему: «Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания».

Технологическая карта составлена к уроку в 8 классе по теме «Работа газа и пара при расширении. Двигатели внутреннего сгорания. КПД». Прописана деятельность на уроке учителя и учащихся с учетом .

Данная презентация предназаначена для урока по физике на тему «Двигатель внутреннего сгорания». В ней отражены основные термины и понятия урока.

Тепловой двигатель, двигатель внутреннего сгорания, работа двигателя внутреннего сгорания. история автомобилей.

Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания.

Источник

Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания. 8-й класс

Класс: 8

Презентация к уроку

Особенность ФГОС нового поколения – деятельностный характер, который ставит главной задачей развитие личности обучающегося, оптимизация обучения. Современный урок строится в рамках системно-деятельностного подхода, направлен на формирование и развитие УУД, на достижение личностных результатов, развивает у обучающихся способности самостоятельно ставить учебную задачу, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения.

Учитель, проектируя урок, составляет технологическую карту урока, определяет все виды деятельности учащихся на уроке в целом и отдельных.

Ключевые слова: ФГОС, деятельностный подход, компетентностный подход, универсальные учебные действия, современные образовательные технологии.

УМК: Пёрышкин А.В. «Физика 8 класс» 2015г.

Тип урока: Урок «открытия» нового знания.

Методическая цель урока: создание условий для проявления познавательной активности обучающихся.

Деятельностная цель: формирование умений реализации новых способов действий.

Образовательная цель: расширение понятийной базы за счет включения в нее новых элементов.

Содержательная цель: формирование системы понятий о «Работе газа и пара при расширении, тепловых двигателей».

Методы обучения: репродуктивный, проблемный, эвристический, частично-поисковый.

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: коллективная, индивидуальная.

Средства обучения: учебник, карточки рефлексии, модель ДВС.

Вид используемых на уроке средств ИКТ: мультимедийная презентация, компьютер, мультимедийный проектор, экран, слайды из ЦОР «Классная физика! 8 класс» (http://class-fizika.narod.ru/8_27.htm), образовательный ресурс «КМ-школа», раздаточный материал (карточки).

Цели урока:

  • закрепить знания обучающихся по теме «Внутренняя энергия»
  • организовать деятельность обучающихся по освоению знаний «Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания».
  • развивать логическое мышление обучающихся, коммуникативные способности, умение критически осмысливать информацию, выражать свою точку зрения.

Задачи урока:

Образовательные:

  • сформировать у обучающихся представление о работе газа и пара при расширении, входящее в систему знаний взглядов на мир;
  • сформировать навыки объяснения результатов эксперимента и применения полученных знаний при решении задач.

Развивающие:

  • систематизировать знания учащихся по изученному материалу темы “Тепловые явления”, анализ экологической опасности ДВС.
  • развития умений обучающихся воспринимать и представлять информацию в словесной, символической формах;
  • формирования навыков анализа результатов эксперимента, умения делать выводы на основе проведенного анализа развитие умения генерировать идеи, выявлять причинно-следственные связи;
  • развития самостоятельности обучающихся;
  • развития познавательного интереса обучающихся к физике.

Воспитательные:

  • стимулирование познавательной активности при обсуждении работы двигателя, используя компьютер; содействовать патриотическому воспитанию, напомнив о роли русских изобретателей в истории;
  • вовлечь в активную практическую деятельность.

Планируемые образовательные результаты

Предметные:

  • формирование представления о физической сущности данных процессов с учётом МКТ.
  • изучить понятие и принцип работы тепловых двигателей, добиться понимания учащимися устройства ДВС и турбины, изучить принцип работы четырехтактного ДВС и турбины (добиться понимания и воспроизведения программного материала), организация усвоения формулы КПД тепловых двигателей, провести анализ экологической опасности ДВС, формировать научное мировоззрение обучающихся.

Метапредметные результаты

Познавательные:

  • осуществление расширенного поиска информации в пособие.
  • развивать умения классифицировать объекты, выявлять причинно-следственные связи.

Коммуникативные:

  • организовывать и планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками;
  • определять цели и функции участников;
  • планировать общие способы работы;
  • учиться полно и точно выражать свои мысли в соответствии с поставленными задачами.

Регулятивные:

  • определение цели учебной деятельности, поиск самостоятельно средства для достижения цели;
  • развитие внимания, памяти, логического и творческого мышления;
  • формирование мотивации постановкой познавательных задач.

Личностные

  • формирование осознанного, уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению, мировоззрению.
  • формирование готовности и способности вести диалог с другими людьми и достигать в нём взаимопонимания.
  • формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию.
  • формирование умений управлять своей учебной деятельностью,
  • формирование интереса к физике при анализе физических явлений.

Ход урока

Этап 1. Организационный момент

Этап мотивации (самоопределения) к учебной деятельности (1-2 мин).

Учитель: Добрый день!.Присаживайтесь и внимательно слушайте. «Гуляя в тенистой роще, греческий философ беседовал со своим учеником:»Скажи мне, — спросил юноша, — почему тебя часто одолевают сомнения? Ты прожил долгую жизнь, умудрен опытом и учился у великих эллинов. Как же так, что для тебя осталось столь много неясных вопросов?»

В раздумье философ очертил посохом перед собой два круга: маленький и большой. «Твои знания — это маленький круг, а мои — большой. Но все, что осталось вне этих кругов, — неизвестность. Маленький круг мало соприкасается с неизвестностью. Чем шире круг твоих знаний, тем больше его граница с неизвестностью. И впредь, чем больше ты станешь узнавать нового, тем больше будет возникать у тебя неясных вопросов».

Греческий мудрец дал исчерпывающий ответ.

Сегодня на уроке мы попытаемся увеличить круг наших знаний.

— Скажите, что надо делать, чтобы открыть новые знания? (Чтобы увеличить круг наших знаний, необходимо повторить пройденное)

Ответим на вопросы по теме: Внутренняя энергия и способы её изменения.

1. Энергия……. (физическая величина, характеризующая способность тела, совершать работу.)

2. Внутренняя энергия….. ( это сумма кинетической энергии всех молекул из которых состоит тело и потенциальной энергии их взаимодействия. И еще нужно ответить на вопрос.)

3. Один из способов изменения внутренней энергии тела (теплопередача).

4. Источник энергии, используемый в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, в быту (топливо).

5. Дерево даешь – съедает, от воды – умирает (огонь).

6. От этой величины зависит скорость движения молекул (температура).

7. Единица измерения мощности (Ватт).

8. Процесс соединения молекул горючего с кислородом, при котором выделяется энергия (горение).

9. Единица измерения энергии (Джоуль).

10. Один из видов теплопередачи которое получаем от солнце (излучение).

Перечень УУД, выполняемых, обучающимися на данном этапе.

  • выражение своих мыслей с достаточной полнотой и точностью (К);
  • аргументация своего мнения и позиции в коммуникации (К);
  • учет разных мнений (К);
  • Отвечают на приветствие учителя. (П);
  • Выделение существенной информации из слов учителя. (П);
  • Целеполагание (Р);
  • Умение настраиваться на занятие(Р);

Этап 2. Постановка цели и задач урока

Применяем виды деятельности – совместную с учителем, совместно-распределенную между обучающимися, самостоятельную.

Выяснение темы урока и формулировка его цели. Постановка проблемного вопроса.

Перечень УУД, выполняемых, обучающимися на данном этапе.

  • анализ, сравнение, обобщение, аналогия, классификация, сериация (П);
  • волевая саморегуляция в ситуации затруднения (Р);
  • выражение своих мыслей с достаточной полнотой и точностью (К);
  • аргументация своего мнения и позиции в коммуникации (К);
  • учет разных мнений (К);
  • использование критериев для обоснования своего суждения (К)
  • объяснять явления, процессы, связи и отношения, выявляемые в ходе исследования совместно с учителем(П);
  • строить логическое рассуждение, включающее установление причинно-следственных связей(П);
  • осознанное и произвольное построение речевого высказывания (П);
  • прогнозирования как предвидения будущих событий и развития процесса. (Р);

Назовите способы изменения внутренней энергии

Ответ: теплопередача и совершение работы.

Опыт. Возьмём пробирку, нальём туда немного воды и заткнём её пробкой. Затем начнём эту пробирку нагревать. Через некоторое время пар, образовавшийся в этой пробирке от закипающей жидкости, вытолкнет пробку наружу.

Учитель физики и обучающиеся.

Объясните результаты опыта.

Вопрос: Почему вылетела пробка. И как изменилась внутренняя энергия.

Какие превращения энергии произошли в ходе этого эксперимента?

Ответ: При кипении воды в пробирке образуется пар. Под давлением пара выскочила и поднялась вверх. Энергия топлива перешла во внутреннюю энергию пара. А пар расширяясь, совершил работу – поднял пробку. Внутренняя энергия пара превратилась в кинетическую энергию пробки Так как пар выходит еще достаточно горячий, то оставшуюся энергию он отдает окружающему воздуху, имеющему более низкую температуру.

Если теперь вместо пробирки взять металлический цилиндр, а вместо пробки – поршень

Вопрос: Что получим? то получится простейший тепловой двигатель.

Как вы думаете, о каком способе изменения внутренней энергии пойдет речь сегодня на уроке.

Ответ: Мы будем говорить о совершении работы.

Итак, записали тему урока «Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания».

Кроссворд

  1. Процесс понижения температуры тела. (Температура)
  2. Вещество, удельная теплоемкость которого равна 4200 Дж/кг o С. (Вода)
  3. Жидкость, которая применяется в термометрах в районах Крайнего Севера. (Спирт)
  4. Один из видов осадков. (Снег)
  5. Процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое. (Плавление)
  6. Физическая величина, которая характеризует степень нагретости вещества. (Температура)
  7. Один из факторов, влияющих на скорость испарения. (Ветер)
  8. Греческая буква, обозначающая удельную теплоемкость вещества. (Лямбда)
  9. Расплавленный металл, способный заморозить воду. (Ртуть)

По вертикали в выделенном столбике читаем «ДВИГАТЕЛЬ».

Этап 3. Первичное усвоение новых знаний

Применяем виды деятельности – совместную с учителем, совместно-распределенную между обучающимися, самостоятельную. Постановка проблемного вопроса, реализуются обучающие задачи урока, идёт активизация мыслительной и самостоятельной деятельности обучающихся, воспитывается чувство уверенности в высказывании своего мнения. развитие интереса изучения физики, расширение кругозора учащихся.

Перечень УУД, выполняемых, обучающимися на данном этапе.

  • выражение своих мыслей с достаточной полнотой и точностью (К);
  • аргументация своего мнения и позиции в коммуникации (К);
  • учет разных мнений (К);
  • Выделение существенной информации из слов учителя. (П);
  • Целеполагание (Р);
  • Умение настраиваться на занятие (Р);
  • объяснять явления, процессы, связи и отношения, выявляемые в ходе исследования совместно с учителем (П);
  • строить логическое рассуждение, включающее установление причинно-следственных связей (П);

Работа с учебником.

Задания.

  1. Записать определения теплового двигателя.
  2. Какие переходы и превращения энергии происходят в них.

Тепловая машина – это тепловой двигатель, работающий циклично. Существует несколько видов тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель.

Делаем вывод: Устройство, превращающее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию называют тепловым двигателем.

Во всех этих двигателях энергия топлива сначала переходит в энергию газа (или пара). Газ, расширяясь, совершает работу и при этом охлаждается. Часть его внутренней энергии превращается в механическую энергию.

Вопрос. Какие двигатели Вы знаете? Поговорим о видах двигателей. Вам нужно записывать виды двигателей.

Схема:

Из всего многообразия тепловых двигателей мы познакомимся с ДВС.

1. Устройство двигателя

1 и 2 клапана, 3 – поршень, 4 – шатун, 5 – коленчатый вал, 6 – свечи.

Двигатель состоит из цилиндра, внутри которого перемещается поршень. Сгорание топлива происходит внутри двигателя. Двигатель работает на жидком топливе.

Повторяющийся рабочий цикл двигателя состоит из четырех процессов (тактов):

(только во время рабочего хода происходит поворот вала)

В автомобилях чаще используют четырехцилиндровые ДВС, которые обеспечивают равномерность вращения вала и имеют большую мощность.

В кабинете физики за столами с табличками «Историк», «Физик», «Эколог» сидят подготовившиеся обучающиеся.

ДАВНЫМ-ДАВНО

Историк 1. Я расскажу об истории создания тепловых машин. В 1698 г. англичанин Томас Севери изобрёл паровой насос для откачки воды из шахт. А в 1705 г., познакомившись с работами Папена, слесарь Томас Ньюкомен получил патент на изобретённую им тепловую машину. Она была первой машиной, которая с успехом применялась для подъёма воды из шахт. Принцип её работы был таким: пар из котла выходил в цилиндр и поднимал его до самого верха. Затем под поршень цилиндра пускали воду, пар конденсировался, давление понижалось и атмосферное давление опускало поршень вниз. Машина была громоздкой и требовала огромного количества угля. Понадобилось более 50 лет, прежде чем появился первый паровой двигатель непрерывного действия. Его создал наш соотечественник Иван Иванович Ползунов (в 1766 г.), русский механик. В первом из двух проектов Ползунова была разработана (впервые в мире) универсальная двухцилиндровая паровая машина непрерывного действия с рабочим валом, во втором конструкция была переработана и несколько упрощена применительно к конкретной задаче – приведению в движение воздуходувных мехов плавильных печей. При этом вторая машина была в 10 раз больше и в 15 раз мощнее первой. По расчётам исследователей, её мощность составляла от 30 до 40 л. с. Второй проект был воплощён самим Ползуновым, отдавшим этой работе все силы. Машина была выполнена целиком из метала (впервые в мире) и, хотя проработала всего два месяца, даже за такой короткий срок не только окупила все затраты, но и принесла немалый доход. Была пущена в Барнауле, с её помощью было расплавлено 9000 пудов серебряной руды.

Создателем универсального парового двигателя, который получил широкое распространение, стал английский механик Джеймс Уатт. В 1784 г. ему пришла идея выводить пар из цилиндра, соединив в надлежащий момент цилиндр с пустым резервуаром, куда пар устремлялся бы сам. Так был изобретён конденсатор. Также Уатт внёс в свою машину такие усовершенствования, как центробежный регулятор ввода пара, золотник, паровая рубашка вокруг цилиндра, индикатор давления.

В 1803 г. в Париже на реке Сене американец Р. Фультон впервые испытал судно, движимое силой пара. А через 4 года по реке Гудзон уже ходил первый в мире колёсный пароход «Клермонт» с двигателем мощностью 20 л. с. В 1814 г. англичанин Джордж Стефенсон создал паровоз. В России отец и сын Черепановы, крепостные мастера уральского завода, тоже построили паровоз (в 1834 г.). Он вёз груз массой 32 т со скоростью 15 км/ч.В конце XIXв. изменился паровой двигатель. В 1884 г. англичанином Парсоном была создана первая многоступенчатая паровая машина.

Историк 2. Я расскажу об истории создания двигателя внутреннего сгорания.. Представить себе двигатель, работающий не так, как паровая машина, было трудно. Возникло представление, что любое рабочее тело должно обладать свойствами пара и попадать в цилиндр в виде однородной массы, нагретой до определённой температуры и поддерживаемой при определённом давлении. Таким рабочим телом могли стать продукты сгорания.Решение задачи использования продуктов сгорания заключалось в поиске горючего. Например, работы братьев Ньепсов. Идея замены дефицитного во Франции угля иным топливом витала в воздухе. Братья занимались поисками такого топлива, продукты сгорания которого можно было бы использовать в качестве рабочего тела, подобного пару. В качестве такового они применили ликоподий – семена спорового растения плауна. Этот чрезвычайно сухой, лёгкий и легковоспламеняющийся порошок использовался для эффектных вспышек во время театральных представлений. Можно считать, что первая официально зарегистрированная попытка создания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) была сделана почти одновременно с началом работ Ньепсов. На Всемирной выставке в 1893 г. в Чикаго высшей награды был удостоен образец двигателя первого русского завода керосиновых и газовых двигателей, в котором керосин подтекал к испарителю самотёком и воспламенялся с помощью металлической трубочки. Первый бензиновый двигатель был построен в России в 1884 г. моряком русского флота Костовичем для дирижабля. Импульсом для развития бензиновых двигателей послужило стремление использовать их на автомобиле. Совершенствование двигателей шло в тесном взаимодействии с совершенствованием производства.

Авто начала XX в. [5]

Автором одного из самых крупных изобретений является Рудольф Дизель. По замыслу Дизеля, если воздух сжать до давления 33–35 атм и повысить вследствие этого его температуру до 500–700 °С, то топливо, вводимое туда, будет воспламеняться от соприкосновения с горячим воздухом. Конструкция дизелей претерпела существенные изменения. В 30-х гг. ХХ в. появляются мощные авиационные ДВС конструкторов А.А. Микулина и АД. Чаромского. Во время Великой Отечественной войны применялся авиационный дизель большой мощности АЧ-30 конструкции Чаромского.

Двигатели на лёгком топливе и дизели прочно занимают позиции практически единственного вида силовой установки для наземного транспорта и составляют существенную долю среди силовых установок водного транспорта. Конечно, современные ДВС конструктивно отличаются от самых первых образцов, но принципы преобразования теплоты в работу остались неизменными.

Историк 3. История создания реактивных двигателей – одного из самых прогрессивных и перспективных видов тепловых машин – не так продолжительна, как история паровых турбин и ДВС. Своё начало она берёт в прошлом столетии. В разгар Первой мировой войны А.И. Тихомиров посылает прошение о предоставлении ему привилегии на разработку самодвижущихся в воде и в воздухе мин, в которых использовались ракетные двига­тели.Под руководством В.П. Глушко создаётся целая серия экспериментальных жидкостных ракетных двигателей – ОРМ. Первый, ОРМ-1, – с цилиндрическим соплом, водяным охлаждением и тягой до 20 кгс (1 кгс = 0,102 Н). В ОРМ-3 и ОРМ-5 двигатели охлаждались одним из компонентов топлива. В качестве окислителей использовались жидкий кислород, азотный тетроксид, азотная кислота, в качестве горючего – бензин, керосин (URL: http://ru.wikipedia.org).

В 1931 г. Ф.А. Цандер усовершенствовал свой ОР-1 – паяльную лампу, переделанную в ракетный двигатель (РД) и работавшую на воздушно-бензиновой смеси. В 1933 г. Цандер понял, что топливо для двигателей должно присутствовать уже в конструкции. Но эта идея до нашего времени так и не реализована. Реактивные двигатели на жидком топливе (ЖРД) создавались с использованием в качестве окислителя жидкого кислорода и азотной кислоты, которая в отличие от кислорода остаётся жидкой при нормальной температуре. В 1936–1937 гг. были разработаны двигатели с ручным и автоматическим пуском, регулируемой в полёте тягой, на высококипящем топливе. Они выдерживали до 50 запусков.

В.П. Глушко был разработчиком электрореактивных двигателей. Он удостоверился, что они понадобятся только на следующем этапе освоения космоса, а чтобы проникнуть в космос, потребуются жидкостные реактивные двигатели, о которых писал К.Э. Циолковский. В 1930 г. началась разработка ЖРД (цилиндрическое сопло с водяным охлаждением и тягой до 20 кгс). В марте 1933 г. бригада Цандера провела испытания ОР-2. В 1954 г. М.К. Тихонравов и С.П. Коряев предложили создать искусственный спутник Земли.Основным показателем совершенства РД является его экономичность. РД-107 был применён в космической ракете, её удельный импульс в пустоте составлял 310 с. Многокамерность позволила уменьшить длину двигателя и массу ракеты.
Учитель физики и обучающиеся.

Вывод. Какими бы ни были различными паровые машины, ДВС и реактивные двигатели, работа их сводится к преобразованию внутренней энергии в механическую энергию, при наличии рабочего тела, нагревателя и холодильника

Физик и учитель.

Объясняется принцип работы теплового двигателя

Для характеристики эффективности работы различных двигателей используется понятие КПД. КПД теплового двигателя – это физическая величина, показывающая какая часть энергии, полученной от нагревателя, превращается в полезную работу.

Из определения вытекает формула

η = · 100% = ,

где Ап – полезная работа, Q1 — количество теплоты, полученное от нагревателя, а Q2 — количество теплоты, отданное холодильнику. Полезная работа равна разности количества теплоты, полученного от нагревателя и количества теплоты Q1, отданного холодильнику Q2. Ап = Q2 – Q1 Формула η = Ап / Q1 .100% преобразуется в другую формулу: η = (Q2 – Q1)/Q1.100% КПД тепловых двигателей не превышает 40%.

Сади Карно, придумал тепловую машину с идеальным газом в качестве рабочего тела и рассчитал максимальный КПД.

Этап 4. Первичная проверка понимания

Применяем виды деятельности – совместную с учителем, совместно-распределенную между обучающимися, самостоятельную. Постановка проблемного вопроса, реализуются обучающие задачи урока, идёт активизация мыслительной и самостоятельной деятельности обучающихся, воспитывается чувство уверенности в высказывании своего мнения. развитие интереса изучения физики, расширение кругозора учащихся.

Задания выполнить в парах задание на карточках.

Понимать на слух ответы обучающихся, уметь формулировать собственное мнение и позицию, уметь использовать речь для регулирования своего действия.

Перечень УУД, выполняемых, обучающимися на данном этапе.

  • Выделение существенной информации. Логические умозаключения.(П)
  • Осознанно и произвольно строят речевое высказывание в устной форме.(П)
  • Понимать на слух ответы обучающихся, уметь формулировать собственное мнение и позицию, уметь использовать речь для регулирования своего действия.(К)
  • Участвуют в обсуждении во фронтальном режиме.(П)
  • Самоконтроль понимания заданий.(Р)
  • Умение слушать. Принятие и сохранение учебной цели и задачи. Уточнение и дополнение высказываний обучающихся.(Р)

В – 1.

В топке паровоза сожгли 10 кг сухих дров с удельной теплотой сгорания 1.10 7 Дж/кг, при этом была совершена полезная работа 8 МДж. Определить КПД паровоза.

В – 2.

Двигатель внутреннего сгорания автомобиля совершил полезную работу 92 МДж. При этом он израсходовал 5 кг бензина с удельной теплотой сгорания 46.10 6 Дж/кг. Определить КПД двигателя автомобиля.

Эколог и учитель физики

Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов:

  • при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.
  • сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.

Количество сжигаемого топлива таково, что выделяемые при горении продукты не успевают рассеяться, накапливаются и начинают вносить свою лепту в отлаженный, тонко согласованный механизм природы: меняется, состав воздуха в больших городах накапливается углекислый газ, порождающий парниковый эффект.

Это приводит к постепенному повышению средней температуры на земле.

Последствия сжигания топлива: кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение атмосферы, загрязнение почвы, воды и др .

Человек не мыслит сейчас своего существования без автотранспорта, но если посмотреть на это удобство с другой стороны — с точки зрения загрязнение окружающей среды.

Состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей (г/мин)

Источник

Читайте также:  Двигатель f22b его характеристики
Adblock
detector