Конспект урока в 8 классе на тему "Двигатель внутреннего сгорания"

МОУ Шашковская СОШ

Открытий урок

по физике в 8 классе

на тему:

«Двигатель внутреннего сгорания»

Учитель физики

Костылева Е.Ю.

2022 г.

Цель урока: изучить устройство, принцип действия и значение тепловых двигателей на примере двигателя внутреннего сгорания.

Задачи:

- обучающие формирование знаний учащихся о работе пара и газа на примере изучения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и умения самостоятельно приобретать знания;

-развивающие развивать логическое мышление учащихся, умение находить ответы на предложенные вопросы, сравнивать и сопоставлять изучаемые процессы;

-воспитательные воспитывать информационную культуру, интерес к физике, вопросам охраны окружающей среды, умение работать самостоятельно и в группе.

Тип урока: комбинированный

Формы работы учащихся: фронтальная, парная, индивидуальная.

Необходимое техническое оборудование: компьютер, доска, мел.

Оборудование к уроку: штатив, пробирка с пробкой, спиртовка.

Ход урока

1. Актуализация знаний. Каждый учащийся самостоятельно отвечает на вопросы по пройденному материалу (дидактической упражнение «Да или Нет»), затем сравнивает с правильными ответами и себя оценивает.

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)

2.АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ.

Методическое обоснование: проверяется уровень знаний, проводится подготовка к изучению нового материала.

Проведем опыт. В пробирку нальем немного воды, закроем ее пробкой и нагреем до кипения.

Что произошло с пробкой?

Какие превращения энергии при этом произошли? (Энергия топлива перешла во внутреннюю энергию пара. Внутренняя энергия пара превратилась в кинетическую энергию пробки)

Какое тело совершило работу?

Какой двигатель называется тепловым? (Это устройство, в котором происходит преобразование внутренней энергии топлива в механическую)

Сегодня на уроке мы рассмотрим более подробно устройство и принцип действия двигателя внутреннего сгорания. Запишите тему урока: Двигатель внутреннего сгорания.

3. Изучение нового теоретического материала.

Учитель объясняет новый материал и показывает презентацию

a) Название.

Двигатель внутреннего сгорания — очень распространенный вид теплового двигателя. Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя. (Приложение1; слайд 1.)

 б) Основные части.

Двигатель состоит из цилиндра 1, в ко­тором перемещается поршень 2, соединен­ный при помощи шатуна 3. с коленчатым валом 4. В верхней части цилиндра имеется два клапана 5, которые при работе двига­теля автоматически открываются и за­крываются в нужные моменты. Через левый клапан в цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи 6, а через правый клапан выпускаются отрабо­тавшие газы. (Приложение1; слайд №2 )

в) основные понятия

Край­ние положения поршня в цилиндре называют мертвыми точками. Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называют ходом поршня. Один рабочий цикл в двигателе происходит за четыре хода по­ршня, или, как говорят, за четыре такта. Поэтому такие двигатели называют четырехтактными. Впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

г) Физические принципы работы.

В цилиндре двигателя периоди­чески происходит сгорание горючей смеси, состоящей из паров бензина и воздуха. Температура газообразных продуктов сгорания достигает 1600—1800 °С, давление на поршень при этом резко возрастает. Расширяясь, газы толкают поршень, а вместе с ним и коленчатый вал, совершая при этом механическую работу. При этом они охлаж­даются, так как часть их внутренней энергии превращается в механическую энергию.

Рассмотрим более подробно схему работы такого двигателя.

В начале первого такта поршень движется вниз. Объем над поршнем увеличивается, в цилиндре создается разрежение. Открывает­ся левый клапан и в цилиндр входит горючая смесь. К концу первого так­та цилиндр заполняется горючей смесью, данный клапан закрывается. ( Приложение1; слайд №3)

В начале второго такта поршень движется вверх и сжимает горючую смесь. В конце второго такта, когда поршень дойдет до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь воспламеняется (от электрической искры) и взрывается. (Приложение1; слайд №4).

В начале третьего такта, образующиеся при сгорании газы давят на поршень и толкают его вниз, двигатель совершает работу. В конце третьего такта открывается правый клапан, и через него продукты сгорания выходят из цилиндра в атмосферу. Движение поршня передается шатуну, а через него коленчатому валу с маховиком. (Приложение1;слайд №5).

В начале четвёртого такта поршень начинает двигаться вверх, благодаря инерции маховика. При этом выпуск продуктов сгорания продолжается. В конце четвёртого такта правый клапан закрывается. (Приложение1; слайд №6).

Итак, цикл двигателя состоит из следующих четырех процессов (тактов): впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска. (Приложение1; слайд №7; Приложение2.))( Показ сопровождается рассказом учителя. (двумя кликами можно задерживать картинку на каждом такте работы двигателя.)

4. Закрепление знаний.

Ученики выполняют задания в парах, предложенные в раздаточном материале. (на карточках нужно отметить из каких частей состоит ДВЗ, и подписать 4 такта работы двигателя.

5. Защита окружающей среды от двигателей внутреннего сгорания.

В цилиндрах двигателя проходит окисление мелкораспыленного и испаренного топлива кислородом воздуха с образованием тепла, углекислого газа и воды. За тысячные доли секунды, отводимые на этот процесс, при каждом такте работы двигателя, часть топлива не успевает сгореть. Продукты его неполного сгорания выбрасываются в атмосферу из выхлопной трубы. Дизели выбрасывают еще и сернистый ангидрид 5О2, образующийся при горении топлива в цилиндрах. В США, Японии, а также России были установлены предельно допустимые нормы выброса для различных категорий автомобилей.

Из-за загрязнения изменяется климат. Ученые доказали, что изменение климата в XX в. является следствием повышения среднеглобальной приземной температуры воздуха (она повысилась примерно на 0,5 °С). В атмосфере возросла концентрация парниковых газов, углекислоты, метана, хлорфторуглерода, оксида азота. Молекулы этих газов поглощают тепловое излучение поверхности земли и частично направляют его обратно, создавая так называемый парниковый эффект. Из-за изменения климата исчезают и отдельные виды животных и птиц. Например, это случилось с реликтовой чайкой. Уже так много видов животных занесено в красную книгу!

5. Подведение итогов урока. Домашнее задание.

По желанию подготовить выступление по истории создания ДВС и о экологической проблеме использования ДВС.