Принцип действия и КПД тепловых двигателей, 10 класс

ФИЗИКА, 10 КЛАСС

Осинцева Светлана Владимировна,

Тема: Принцип действия и КПД тепловых двигателей

Цели урока: Показать практическое применение явления преобразования энергии; познакомить обучающихся с историей изобретения тепловых двигателей, их видами, принципами действия и использования в хозяйстве, раскрыть влияние физики на общественное развитие и научно-технический прогресс; развивать экологическое сознание – отметить влияние тепловых двигателей на климат Земли; логическое мышление, умение выражать личное мнение, культуру речи; воспитывать активность, самостоятельность, толерантное отношение к взглядам другого; формировать способность и готовность к использованию физических знаний в практических жизненных ситуациях; осознание ответственности за использование достижений физики для безопасности общества.

Ценностно-смысловые компетенции: осознание ответственности за использование достижений физики для безопасности общества; умение работать в группе, достигать взаимопонимание и налаживать сотрудничество; умение аргументировать свое мнение; навыки критического и аналитического мышления; толерантное отношение к взглядам другого человека.

Тип урока: Урок усвоения новых знаний, формирование умений и навыков.

Оборудование: компьютер, проектор, обучающая презентация, модель ДВС, таблица «КПД тепловых машин», вспомогательный материал.

Ожидаемые результаты:

После урока учащиеся будут знать: – историю создания тепловых двигателей;

- области использования тепловых двигателей;

- виды загрязнений от тепловых двигателей;

После урока учащиеся будут уметь: – объяснять принципы действия ТД;

- работать самостоятельно и в коллективе;

- четко излагать свои мысли.

ХОД УРОКА

Как мускулы становятся бессильными, хилыми без труда и упражнений,

так и разум не формируется без умственного напряжения,

без мысли, без самостоятельных поисков

В.А. Сухомлинский

І. Организационный этап.

• Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку.

• Метод «Мозговой штурм»

Учитель: Сегодня мне бы хотелось начать урок не совсем привычно:

Обратите внимание на доску и попробуйте сказать, какое общее слово объединяет все рисунки? (Слайд1)

Ожидаемые ответы учащихся: ПАР

Учитель: да, действительно, пар! (Слайд2)

ІІ. Мотивация. Оглашение темы и цели урока.

Учитель: Казалось, пар… какую пользу он может принести, кроме ожогов?

Именно сегодня на нашем уроке речь и пойдет о мощной силе пара, топлива и области их использования.

(ученики записывают тему в тетради)

Слайд 3, 4, 5 (Девиз урока)

ІІІ. Актуализация знаний.

1)Работа с эпиграфом–Попробуйте объяснить, как вы понимаете высказывание

2)Медицинская разминка:

Вы на кухне готовили вкусный ужин для семьи. Вдруг раскаленный жир брызнул на руку. Какие ваши действия?(Учащиеся предлагают свои варианты) Почему после ожогов нельзя смазывать маслом пораженную руку?

(Масло уменьшает испарение и препятствует охлаждению кожи. Поэтому лучше смыть ожог водой и смазать раствором спирта.)

3)Упражнение «Домино» – работа в парах

Сегодня на уроке нам понадобятся некоторые ваши знания, полученные при изучении предыдущих тем, так что получите «ДОМИНО», попробуйте разместить карточки в правильной последовательности. (приложение 1)

IV. Основная часть. Объяснение учителя с использованием презентации.

1) История (Мультимедийная презентация – приложение )

Учитель Вспомните о чайнике…

Люди давно узнали о могучей силе пара и задумались над тем, как ее можно использовать для нужд человечества, для передвижения на большие расстояния и т.д., то есть, говоря языком физики, возникла идея превращения внутренней энергии в механическую…

Устройства, занимающиеся превращениями внутренней энергии в механическую, называют ТД.

История длинная и интересная, началась она с создания паровых двигателей:

(выступление учащегося с сообщением, полученным заранее «История паровых двигателей» - слайды 6-10 – приложение 2)

Но паровые машины были неудобные, тяжелые, прожорливые. И на смену им пришли другие двигатели – тепловые. (слайд 11)

2) Принцип действия тепловых машин: любая тепловая машина состоит из 3-х основных частей: нагреватель, рабочее тело, холодильник. (Слайд 12)

3) Демонстрация работы ДВС (на модели)

4) КПД теплового двигателя

Для характеристики экономичности ТД вводят КПД

(самостоятельная работа с учебником: §88, с. 289)

Запишите формулу: ŋ = *100% (Слайд13 )

Знакомство со значением КПД некоторых ТД (работа с таблицей)

Вопрос обучающимся: Как вы считаете, почему значение КПД тепловых двигателей не превышает 40 %? Попытайтесь объяснить!

(Ответы учащихся)

V. Закрепление.

1) Работа в группах: 1 гр: составить короткое стихотворение о пароходе,

паровозе…

2 гр: выписать как можно больше средств передвижения, где используются паровые и тепловые двигатели; (Слайд 14-17)

2)Решение задач: (Слайд 18)

А) Упражнение 2 (ЕГЭ), с. 292 – решаем возле доски;

Б) При сгорании топлива в тепловом двигателе выделилось 200 кДж теплоты. В результате двигатель проделал полезную работу, равную 120 кДж. Каков КПД теплового двигателя? (Слайд 19)- решаем самостоятельно, с последующим обсуждением.

VI. Итог.

Учитель Невозможно представить жизнь без ТД!

Стихотворение

Почтенны теперь тепловые двигатели,

Ибо людям облегчают труд они:

Пашут, засевают, собирают зерно,

Без них, как без рук все равно.

Из города в город нас возят не раз

И тем экономят нам силы и час.

Внизу оставляя свой шлейф огневой,

В космическое пространство взлетают гурьбой.

В воздухе, как птицы, как рыбы в воде,

Хотя довольно древние, но все ж они везде.

Нужны они всем людям всюду и всегда,

Но только иногда случается беда…

Воздух ядовит, как следствие, для всех –

И в этом, к сожалению, велик их тяжкий грех.

А сколько горючего съедают зазря!..

Так, может, откажемся, вернем вола и коня?

Проблемы сразу решатся все:

Есть телега деревянная, зачем такси?

Или, может, сумеем выход найти,

Чтобы Землю свою и двигатели зберегти?

Проблема

(Слайд 20) ТД – главные загрязнители окружающей среды!

Упражнение «Четыре угла»

Описание упражнения: каждый уголок класса украшается табличками:

Учитель зачитывает каждое высказывание по очереди и просит учеников переместиться в соответствующий уголок класса, что соответствует их видению. Если ученик не может определиться, он остается на своем месте.

Когда ученики разместились на своих позициях, учитель просит представителя из каждого угла высказаться, почему они заняли именно такую позицию. Он не разрешает ни одной дискуссии на данном этапе. Далее учитель спрашивает у учащихся, если кто-нибудь из них изменил свою точку зрения, тот может переместиться в соответствующий угол класса.

Далее учитель дает возможность высказаться тем, кто не определился, просит объяснить, почему они не смогли принять решение.

Упражнение повторяется 3-4 раза с разными высказываниями.

Если по некоторым вопросам начинаются дебаты, учитель указывает на проблемы, которые обусловили значительные разногласия в ответах учащихся, объясняет понятие плюрализма и подчеркивает, что плюрализм развивается в свободном обществе. Однако ни одно общество не может функционировать без минимального согласованности своих членов. Учитель просит учащихся составить список ценностей и правил, которые, по их мнению, помогут согласовать определенные позиции.

Ожидаемые ответы учащихся:

Уважай мнение другого; дай другому высказаться; старайся себя поставить на место другого…

Высказывания

1) Согласны ли вы с тем, что создание ТД положительно повлияло на развитие общества?

2) Согласны ли вы, что выбросы продуктов сгорания значительно загрязняют атмосферу?

3) Считаете ли вы, что дальнейшее развитие науки посягает на наши права на безопасность окружающей среды?

Вместе приходим к выводу –

Будущее планеты в наших руках!

VІІ. Домашнее задание. (Слайд 21)

§88,89, упражнение 4 (подготовка к ЕГЭ),

Подготовить презентацию на выбранную тему (с.294)

VIII. Оценка работы обучающихся. Рефлексия

• Сегодня на уроке я познакомился с…

• узнал что…

• понял как...

• Мне особенно понравилось…

• Сегодня не удалось…

(Слайд 22) Мы продолжим наш разговор про виды ТД, их влияние на экологию на следующем уроке… До новых встреч!

Приложение 1

Линии разреза карточек

Приложение 2

Выступление обучающегося

• Еще в 150 г. до н.э. Герон Александрийский мечтал о создании нового средства передвижения и замене лошадиной силы силой пара;

• Один из первых изобретателей паровых двигателей – рос механик Иван Ползунов, который в 1766 г. построил свою машину почти полностью из дерева, потому что железо было очень дорогим…

• Через 18 гг после Ползунова англ механик Дж.Уатт построил очень хорошую паровую машину, которую стали выпускать серийно… Они (машины Уатта) откачивали воду из шахт, крутили жернова мельниц;

• В 1803 г. англ инженер Ричард Тревитик построил первый паровоз;

• 1807 г. амер. Роберт Фултон построил свой знаменитый пароход «Клермонт», совершавший регулярные рейсы по реке Гудзон…

8