Урок по теме: Двигатель внутреннего сгорания

Открытый урок: Двигатель внутреннего сгорания.

Цели:

Обучающие: изучить устройство, принцип действия и назначение тепловых машин на примере двигателя внутреннего сгорания.

Воспитательные: экологические проблемы и перспективы развития ДВС.

Развивающие: совершенствовать навыки работы с приборами, лабораторным оборудованием.

Формировать умение формулировать выводы о проведенных экспериментах.

Оборудование:

1. Модель ДВС.

2. Пробирка, картофель, сосуд с горячей водой.

3. Видеоролик.

4. Презентация к уроку.

План урока:

1. Орг. момент.(2 мин)

2. Актуализация знаний (5 мин)

3. Новый материал: двигатель внутреннего сгорания.

1. Устройство ДВС. (5 мин)

2. Принцип действия ДВС. (5 мин)

3. Бензиновые карбюраторные и инжекторные двигатели. (3 мин)

4. Способы завода двигателя. (5 мин)

5. Глушители (2мин)

6. Видеоролик «бесшатунный ДВС» (6 мин)

7. Загрязнение окружающей среды. (5 мин)

4. Рефлексия. Подведение итогов. (1 мин)

5. Домашнее задание. (1 мин)

Ход урока.

Актуализация знаний:

Слово учителя:

1. Какие виды механической энергии мы изучили? (Кинетическая энергия и потенциальная энергия. Кинетической энергией тело обладает, когда двигается, потенциальной – если взаимодействует с другими телами).

2. Что называют внутренней энергией? (Внутренней энергией называют сумму кинетических энергий движения всех молекул тела и потенциальных энергий их взаимодействия)

3. Какими способами можно изменить внутреннюю энергию? (Совершением работы и теплопередачей)

Слово учителя:

Запасы внутренней энергии огромны. Очень важно умело и грамотно использовать ее запасы, содержащиеся в топливе.

Использовать внутреннюю энергию – значит совершить за счет нее полезную работу.

Для того чтобы понять как это сделать, выполним опыт.

Изучение нового материала:

Задание к опыту № 1:

1. Перевернуть пробирку вверх дном.

2. Осторожно нажимая на пробирку, выдавить из картофеля кружок (пробку) так, чтобы пробирка плотно закрылась картофельной пробкой.

3. Перевернуть пробирку вниз донышком и опустить ее в горячую воду.

4. Пронаблюдать происходящий процесс.

Сделать вывод, используя ответы на вопросы:

1. Что произошло с внутренней энергией воздуха в пробирке, когда ее опустили в воду?

(Энергия топлива (преобразованная во внутреннюю энергию воды) переходит во внутреннюю энергию воздуха).

1. К чему привело изменение внутренней энергии воздуха? (Воздух совершил работу – вытолкнул пробку).

3.Что произошло с внутренней энергией воздуха в пробирке после вылета пробки? (Внутренняя энергия воздуха превратилась в кинетическую энергию пробки)

1. Где можно использовать данный процесс?

Машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию, называют тепловыми двигателями.

Учитель: Применение тепловых двигателей чрезвычайно разнообразно. Они приводят в движение самолёты, ракеты, тепловозы, паровозы, наземный и водный транспорт. В настоящее время наибольшее распространение имеют двигатели внутреннего сгорания. Остановимся на них.

Вопрос: Почему он называется двигателем внутреннего сгорания? (В ДВС топливо сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя, поэтому он и называется двигателем внутреннего сгорания).

Самостоятельно изучить устройство ДВС. (презентация)

Самостоятельно изучить принцип действия ДВС. (презентация)

При сгорании р= 5-7 МПа, t= 1500-2200 ⁰С. В современных машинах коленчатый вал совершает 3000 – 8000 оборотов в минуту.

Вопрос: Как вы думаете какие виды топлива применяются в ДВС?

Глушители

Видеоролик «Бесшатунный ДВС»

Вопрос: Как можно завести ДВС?

Если невозможно использовать стартёр или мускульную силу, человек придумал экзотические способы завода двигателей.

Экзотические способы

Автомобиль (как и мотоцикл) с механической КПП можно завести, буксируя его другим автомобилем (или толкая руками, это называется «завести с толкача»), а также разгоняя его при включенной передаче по наклонной дороге. Однако таким способом есть большая вероятность поломки ходовой части, которая тем выше, чем более низкая передача включена; в руководствах по эксплуатации многих автомобилей есть запрет на такой запуск.

Экзотические способы завода двигателей ручное раскручивание одного из колёс автомобиля, предварительно вывешенного с помощью домкрата при включенной одной из верхних передач, для защиты рук при этом необходимо использовать рукавицы. Главной особенностью способа является возможность запуска двигателя водителем в одиночку.

Экзотические способы завода двигателей При разряде аккумулятора часто приходится подключаться к аккумулятору другого автомобиля (это называется «прикурить»). Делать это рекомендуют с не работающим двигателем другого автомобиля, чтобы его электронная система не вышла из строя.

Экзотические способы завода двигателей Двигатель танка или другой самоходной установки можно запустить выстрелом. Для этого включается зажигание и соответствующая передача, башня танка поворачивается в сторону, противоположную предполагаемому направлению движения. Производится выстрел. Отдача заставляет танк начать движение, а следовательно — производится запуск двигателя.

Учитель: При использовании для своих нужд тепловых двигателей человек сталкивается с экологическими проблемами (сообщение учащегося): Как влияют тепловые двигатели на окружающую среду?

Экологические проблемы.

При работе тепловых двигателей для охлаждения используется окружающая среда (атмосферный воздух и вода открытых водоемов), в результате чего происходит повышение температуры окружающей среды, называемое «тепловым загрязнением». Этот эффект усиливается тем, что при сгорании огромного количества топлива повышается концентрация углекислого газа в земной атмосфере. А при большой концентрации углекислого газа атмосфера плохо пропускает тепловое излучение нагретой Солнцем поверхности Земли, что приводит к «парниковому эффекту».

В результате описанных процессов, средняя температура на Земле в течение последних десятилетий неуклонно повышается. Это грозит глобальным потеплением с нежелательными последствиями, к числу которых относятся таяние ледников и подъем уровня мирового океана.

Кроме того, при сжигании топлива в тепловых двигателях расходуется атмосферный кислород (в наиболее развитых странах тепловые двигатели уже сегодня потребляют больше кислорода, чем вырабатывается всеми растениями, растущими в этих странах) и образуется много вредных веществ, загрязняющих атмосферу.

Тепловые машины выбрасывают в атмосферу углекислый газ, угарный газ, различные виды сернистых соединений, а также соединения тяжелых металлов. Сгорание топлива в топках промышленных предприятий и тепловых электростанций почти никогда не бывает полным, поэтому происходит загрязнение воздуха золой, хлопьями сажи. Во всем мире обычные энергетические установки выбрасывают в атмосферу ежегодно более 200 млн. т золы и более 60 млн. т оксида серы.

Жители больших городов задыхаются от выхлопных газов автомобильных двигателей.

Интенсивные работы ведутся по снижению загрязнения воздуха выхлопными газами автомобильных двигателей. Наиболее перспективными считаются электромобили и автомобили с двигателями, работающими на водороде. Продуктом сгорания в водородном двигателе является обычная вода.

Профессор Сапогин рассказывал, как его учитель профессор Г. В. Дудко в 1951 г. участвовал в испытаниях двигателя внутреннего сгорания. Для его запуска требовался всего стакан бензина, а потом зажигание отключалось, форсунками в камеры сгорания подавалась топливным насосом обыкновенная вода со специальными добавками, предварительно нагретая и сильно сжатая. Двигатель был установлен на лодке, и испытатели два дня плавали на ней по Азовскому морю, черпая вместо бензина воду из-за борта.

На X Международном симпозиуме "Перестройка естествознания", состоявшемся в 1999 в г. Волгодонске, П. Мачукас из Вильнюса докладывал, что он разработал вещество, таблетка которого на ведро воды превращает воду в заменитель бензина для обычных двигателей. Себестоимость таблетки в 3 раза ниже, чем стоимость бензина на такую же продолжительность поездки. Состав таблетки изобретатель держит в секрете.

Закрепление:

Один из учеников при решении получил ответ, что КПД теплового двигателя равен 200%. Правильно ли ученик решил задачу?

КПД теплового двигателя 45%. Что означает это число?

(45% идет на полезную работу, а 55% тратится впустую на обогрев атмосферы, двигателя и т.д.).

     Вывод: Первые автомобили имели скорость 25 км/ч, современные – 200-350 км/ч, рекорд принадлежит ракетному автомобилю – 1227,9 км/ч.

Научно – технический процесс неуклонно совершенствует конструкцию ДВС, технические характеристики автомобиля.

Важным на современном этапе является создание новых, экологически чистых машин.

Это машины нового века, новых технологий.

Это машины будущего.