Технологическая карта урока "Паровая турбина. КПД теплового двигателя".

Тема:

Паровая турбина. КПД теплового двигателя.

Цель :

• учить учащихся понимать суть тепловых явлений;

• объяснить принцип действия тепловых двигателей;

• показать значение тепловых двигателей в жизни человека;

• развивать наблюдательность, внимание, творческого мышления;

• воспитывать умение слушать товарища;

• формировать умения работать с дополнительной литературой;

• способствовать формированию научной картины мира;

• создание позитивного отношения учащихся к предмету.

Планируемый результат

Предметные умения

УДД

Выделяют и формулируют познавательную цель. Строят логические цепи рассуждений. Выдвигают и обосновывают гипотезы, предлагают способы их проверки

Основные понятия

Работа газа и пара при расширении. Тепловые двигатели. Превращения энергии в тепловых машинах. КПД тепловых двигателей

Организация пространства

Межпредметные связи

Формы работы

Ресурсы

Технология, география

математика

Словесный, наглядный, частично-поисковый, проблемный

Учебник, тетрадь, компьютер, мультимедийный проектор и экран,

лабораторное оборудование

Ход урока:

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Познавательная

Коммуникативная

Регулятивная

Осуществляемые

действия

Формируемые

способы

деятельности

Осуществляемые

действия

Формируемые

способы

деятельности

Осуществляемые

действия

Формируемые

способы

деятельности

Организация внимания учащихся

Актуализация ранее изученного

1. Приведите примеры превращения внутренней энергии в механическую энергию тела. 2. Какие двигатели называют тепловыми? З. Какие виды тепловых двигателей вам известны? 4. Какие переходы и превращения энергии происходят в них? 1. Какой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания? 2. Пользуясь рисунком 24, расскажите, из каких основных частей состоит простейший двигатель внутреннего сгорания. З. Какие физические явления происходят при сгорании горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания? 4. За сколько ходов, или тактов, происходит один рабочий цикл двигателя? Сколько оборотов делает при этом вал двигателя? 5. Какие процессы происходят в двигателе в течение каждого из четырех тактов? Как называют эти такты? 6. Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания? 7. Какие двигатели внутреннего сгорания чаще всего применяют в автомобилях? 8. Где еще, кроме автомобилей, применяют двигатели внутреннего сгорания?

1. Беспорядочное движение частиц, из которых состоит тело, называется… (тепловым движением частиц).

2. Энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называется… (Внутренней энергией)

3. Перечислите способы изменения внутренней энергии (Работа, теплопередача).

4. В каких единицах измеряется внутренняя энергия? (Джоуль).

5. Устройство, преобразующее внутреннюю энергию в механическую называется…(тепловым двигателем).

Самопроверка. Каждый правильный ответ – один балл.

Рассматривают

рисунки.

Выдвигают

предположения о

теме урока.

Осуществляют

актуализацию

личного опыта.

Записывают

вопросы в

тетрадь.

Отвечают на вопросы

Выделять

существенную

информацию из

текста вопросов и

ответов.

Взаимодействуют

с учителем и

учащимися во

время опроса во

фронтальном

режиме.

Слушать

собеседника,

строить понятные

для собеседника

высказывания.

Участвовать в

диалоге, отвечать на

вопросы, слушать и

понимать речь

собеседника.

Контролируют

правильность

ответов

обучающихся.

Умение слушать

в соответствии с

целевой

установкой.

Принимать и

сохранять

учебную цель и

задачу,

дополнять,

уточнять

высказанные

мнения по

существу

полученного

задания.

Этап постановки целей и задач урока

Учитель подводит учащихся к формулировке темы урока.

Просит сформулировать и

записать в тетрадях вопросы по данной теме. Организует беседу по составленным учениками вопросам. Подводит итог беседы.

История тепловых машин уходит в далекое прошлое. Еще в 3 веке до н.э. греческий математик и механик Архимед построил пушку, которая стреляла паром. Рисунки пушки Архимеда были позднее найдены в рукописях Леонардо да Винчи. При стрельбе один конец ствола сильно нагревали на огне. Затем в нагретую часть ствола наливали воду. Вода мгновенно испарялась, и пар, расширяясь, с силой и грохотом выбрасывал ядро. Ствол пушки представлял собой, как бы цилиндр, по которому, как поршень, скользило ядро.

Хочу представить вашему вниманию еще одну модель теплового двигателя.

В таком двигателе пар вращает вал двигателя без поршня, шатуна и коленчатого вала. Такой двигатель называется паровой турбиной.

Применяются паровые турбины на тепловых электростанциях и на кораблях.
Ребята, как вы думаете, вся ли подводимая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, используется тепловым двигателем?

(нет, часть её уходит в окружающее пространство, часть на нагревание установки).

т.е. на какой вопрос нам необходимо сегодня ответить.

Нас с вами какая часть энергии интересует?

Как найти часть полезной энергии и от чего она зависит? Идет на совершение работы.

тема нашего урока «Паровая турбина. КПД теплового двигателя».

Рассматривают

рисунки.

Выдвигают

предположения о

теме урока.

Осуществляют

актуализацию

личного опыта.

Записывают

вопросы в

тетрадь.

Отвечают на вопросы

Выделять

существенную

информацию из

текста вопросов и

ответов.

Взаимодействуют

с учителем и

учащимися во

время опроса во

фронтальном

режиме.

Слушать

собеседника,

строить понятные

для собеседника

высказывания.

Участвовать в

диалоге, отвечать на

вопросы, слушать и

понимать речь

собеседника.

Контролируют

правильность

ответов

обучающихся.

Умение слушать

в соответствии с

целевой

установкой.

Принимать и

сохранять

учебную цель и

задачу,

дополнять,

уточнять

высказанные

мнения по

существу

полученного

задания.

Открытие новых знаний

В современной технике широко применяют другой тип теплового двигателя. В нем пар или нагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала. Такие двигатели называют турбинами. Схема устройства простейшей паровой турбины приведена на рисунке 26. На вал 5 насажен диск 4, по ободу которого закреплены лопатки 2. Около лопаток расположены трубы — сопла 1, в которые поступает пар З из котла. Струи пара, вырывающиеся из сопел, оказывают значительное давление на лопатки и приводят диск турбины в быстрое вращательное движение. В современных турбинах применяют не один, а несколько дисков, насаженных на общий вал. Пар последовательно проходит через лопатки всех дисков, отдавая каждому из них часть своей энергии. На электростанциях с турбиной соединен генератор электрического тока. Частота вращения вала турбин достигает 3000 оборотов в минуту, что является очень удобным для приведения в движение генераторов электрического тока. В нашей стране строят паровые турбины мощностью от нескольких киловатт до 1 200 000 кВт. Применяют турбины на тепловых электростанциях и на кораблях. Постепенно находят все более широкое применение газовые турбины, в которых вместо пара используются продукты сгорания газа. Любой тепловой двигатель превращает в механическую энергию только незначительную часть энергии, которая выделяется топливом. Большая часть энергии топлива не используется полезно, а теряется в окружающем пространстве.

Тепловой двигатель состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника. Газ или пар, который является рабочим телом, получает от нагревателя некоторое количество теплоты. Рабочее тело, нагреваясь, расширяется и совершает работу за счет своей внутренней энергии. Часть энергии передается атмосфере — холодильнику — вместе с отработанным паром или выхлопными газами. Очень важно знать, какую часть энергии, выделяемой топливом, тепловой двигатель превращает в полезную работу. Чем больше эта часть энергии, тем двигатель экономичнее. для характеристики экономичности различных двигателей введено понятие коэффициента полезного действия двигателя — КПд. Отношение совершенной полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя, называют коэффициентом полезного действия теплового двигателя.

Анализировать, сравнивать и обобщать факты. Выявлять причины.

 Преобразовывать информацию  из одного вида в другой. Составлять различные виды планов.

Информацию анализировать и оценивать её достоверность.

Отстаивая свою точку зрения, приводить аргументы, подтверждая их фактами.

Уметь взглянуть на ситуацию с иной позиции и договариваться с людьми иных позиций.

Понимая позицию другого, различать в его речи: мнение (точку зрения), доказательство (аргументы), факты.

Самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности.

Выдвигать версии решения проблемы, осознавать конечный результат, выбирать из предложенных и искать самостоятельно  средства достижения цели.

Сверять свои действия с целью и при необходимости исправлять ошибки самостоятельно.

Первичное закрепление во внешней речи

Задает вопросы по обсуждаемой проблеме.

Учитель анализирует ответы учащихся.

1. Каков КПД ТД, который совершил работу 70кДж, если при полном сгорании топлива выделилось бы энергия 200к Дж?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Двигатель мощность 10 кВт потребляет в час 3л бензина. Определите КПД двигателя.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Отвечают на

вопросы.

Осознанно и

произвольно строить

речевое

высказывание в

устной форме.

Структурировать

знания, выделять

существенную

Взаимодействуют

с учителем и

учащимися во

время опроса во

фронтальном

режиме.

Получать

необходимую

информацию,

отстаивать свою

точку зрения в

диалоге.

Взаимодействовать

с одноклассниками.

Контролируют

правильность

ответов

обучающихся.

Принимать и

сохранять

учебную цель и

задачу.

Итог урока

1 . Какие тепловые двигатели называют паровыми турбинами? 2. В чем отличие в устройстве турбин и поршневых машин? З. Пользуясь рисунком 26, расскажите, из каких частей состоит паровая турбина и как она работает.

1. Почему в тепловых двигателях только часть энергии топлива превращается в механическую энергию? 2. Что называют КПД теплового двигателя? З. Почему КПД двигателя не может быть не только больше 100%, но и равен 100%? 4. Какой такт работы двигателя внутреннего сгорания изображен на рисунке 27?

Отвечают на вопросы

Осознанно и произвольно строят речевое высказывание в устной форме.

Участвуют в обсуждении содержания урока во фронтальном режиме

Понимать на слух ответы учащихся, уметь формулировать собственное мнение и позицию.

Контроль правильности ответов учащихся

Умение слушать в соответствие с целевой установкой. Уточнение и дополнение высказываний учащихся

Домашнее задание

Объясняет домашнее задание.

:§ 23, 24, вопросы 3, 4 нас. 57, Л. №933, 932.

Подготовьте доклад на одну из тем (по выбору):

1. История изобретения паровых машин.

2. История изобретения турбин.

3. Первые паровозы Стефенсона и Черепановых.

4. достижения науки и техники в строительстве паровых турбин.

5. Использование энергии Солнца на Земле.

Зрительное ознакомление с содержанием домашнего задания и инструкцией по выполнению.

Определяют область применения полученных знаний

Обсуждают, задают вопросы

Пропедевтика самостоятельной постановки и выполнения коммуникативной задачи.

Самостоятельно определяют степень сложности выполнения задания и необходимой помощи.

Готовность к самостоятельным действиям по воспроизведению и применению полученных знаний.

Рефлексия (целостное осмысление и обобщение полученной информации, выработка собственного отношения к изученному материалу и его повторная проблематизация, анализ всего процесса изучения материала)

Организует обсуждение

достижений. Предлагает

определить уровень

своих достижений,

наметить перспективы работы.

Участвуют в

беседе по

обсуждению

достижений,

отвечая на

вопросы, делают

выводы.

Анализировать

степень усвоения

нового материала

Выслушивают

одноклассников,

озвучивают своё

мнение

Строить понятные

для собеседника

высказывания

Оценивают

уровень личных

достижений,

уточняют

пробелы в

знаниях.

Принимать и

сохранять

учебную цель и

задачи,

осуществлять

самоконтроль,

планировать

будущую

деятельность.

Анализ активности учащихся