"Двигатель внутреннего сгорания и его влияние на окружающую среду"

Городилина Людмила Васильевна учитель физики МБОУ СОШ № 31 г. Шахты Ростовской области

• .

Цель урока:

• Обобщить и систематизировать знания о двигателе внутреннего сгорания , рассмотреть его воздействие на окружающую среду. Закрепить решение задач.

Задачи:

• Познакомиться с историей развития ДВС.
• Рассмотреть принцип работы и устройство ДВС
• Раскрыть сущность экологических проблем, связанных с работой ДВС на транспорте и определять пути их решения.

Развитие техники зависит от умения использовать внутреннюю энергию топлива, совершать за счет неё полезную работу. Для этого внутреннюю энергию необходимо превратить в механическую.

.

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

Физический диктант

1.Беспорядочное движение частиц называется…

2. Энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называется…

3. КПД теплового двигателя может быть:

А) больше 100%

Б) равен 100%

В) меньше 100%

4. В каких единицах измеряется внутренняя энергия?

5. Устройство преобразующее внутреннюю энергию в механическую называется…

Ответы

• ТЕПЛОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ
• ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИЕЙ
• В) МЕНЬШЕ 100%
• ДЖОУЛЬ
• ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Заполните колонку «Оценка за диктант» в оценочном листе.

№ п/п

Фамилия, имя

1

Оценка за диктант

2

Оценка группы

3

Оценка за решение задачи

4

Итог

5

Задание группам

• 1 группа «Историки»

Рассказать об истории развития ДВС.

• 2 группа «Физики»

Рассмотреть принцип работы и устройство ДВС.

• 3 группа «Экологи»

Рассмотреть влияние тепловых двигателей на окружающую среду.

Из истории создания ДВС

В древности люди приводили в действие простейшие механизмы руками или с помощью животных.

Затем они научились использовать силу ветра, плавая на парусных кораблях, изобрели ветряные мельницы.

Позже они стали применять энергию течения воды в реках для вращения водяных колес.

Научились использовать энергию топлива для выполнения механической работы , создали первые ДВС.

Первый двигатель внутреннего сгорания.

.

Двухтактный двигатель Отто

.

В 1885 году немецкие инженер  Готтлиб Даймлер  разработал лёгкий бензиновый карбюраторный двигатель и использовал его для создания первого мотоцикла

Первый русский автомобиль с двигателем внутреннего сгорания построил Е. А. Яковлев в 1896г.

.

Рудольф Дизель   в 1897 изобрёл   двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия .

В 1899 г. в Петербурге построили первый двигатель внутреннего сгорания в России и развернули массовое производство.

.

Современные разработки

• Основной задачей, над которой работают производители ДВС – это снижение потребления топлива и выбросов вредных веществ в атмосферу, поэтому они постоянно усовершенствуют двигатели.

Принцип работы и устройство ДВС

.

Двигатель внутреннего сгорания — тепловой двигатель, который преобразовывает теплоту сгорания топлива в механическую работу.

Устройство ДВС

• 1,2 – клапаны;
• 3 – поршень;
• 4 – шатун;
• 5 – коленчатый вал;
• 6 – маховик;
• 7 – свеча;

В цилиндре ДВС периодически происходит сгорание горючей смеси.

ВЫПУСК

РАБОЧИЙ

ХОД

ВПУСК

СЖАТИЕ

Работа ДВС

.

Четырёхцилиндровый ДВС

Изобретение ДВС сыграло огромную роль в жизни человека

Отрицательное влияние двигателей внутреннего сгорания на окружающую среду связано с действием различных факторов:

При сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе уменьшается.

Сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.

В атмосферу ежегодно выбрасывается 5 миллиардов тонн СО2. В состав выхлопных газов входит 1200 компонентов, в том числе оксиды углерода, азота, и т. п.

Загрязняющие вещества, попадающие в атмосферу из выхлопных газов, ежегодно приводят к смерти более10000 человек, а также возникновению респираторных заболеваний и рака ещё у тысяч людей.

В настоящее время идет борьба с автомобильной опасностью. Конструируются фильтры, разрабатываются новые виды горючего, содержащие меньше свинца.

Перспективными являются разработки автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели, использующие в качестве топлива водород, а так же альтернативных видов энергетики.

Электромобили

Электромобиль — автомобиль, приводимый в движение электродвигателем

Вывод: В интересах защиты окружающей среды считается целесообразным: - Совершенствование конструкций двигателей; - Снижение вредных выбросов; - Контроль за выхлопными газами, модификация фильтров; - Перевод транспорта на газовое топливо; - Использование электрических двигателей, транспорта на солнечных батареях; - Увеличение коэффициента полезного действия двигателя внутреннего сгорания.

Заполните оценочный лист.

№ п/п

Фамилия, имя

1

Оценка за диктант

2

Оценка группы

3

Оценка за решение задачи

4

Итог

5

Для характеристики двигателей введено понятие коэффициента полезного действия двигателя. КПД – отношение совершенной полезной работы двигателя к энергии, полученной от нагревателя.

Q 2 Q 2 - количество теплоты отданное холодильнику Q 2 1 A’ = Q 1 - |Q 2 | - работа совершаемая двигателем за цикл η 00 % " width="640"

КПД

Q 1 – количество теплоты полученное от нагревания Q 1 Q 2

Q 2 - количество теплоты отданное холодильнику

Q 2 1

A’ = Q 1 - |Q 2 | - работа совершаемая двигателем за цикл

η 00 %

Индивидуальная работа в группах. Решение задач

• 1 уровень. Определите количество теплоты, выделившееся при сгорании 2 кг бензина ( q = 46 • 10 6 Дж/кг)
• 2 уровень. Тепловая машина за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 155 Дж, а холодильнику отдаёт количество теплоты, равное 85 Дж. Определите КПД машины.
• 3 уровень. КПД машины 40 0 / 0 . Определите работу, которую совершила машина, если она получила 6000 Дж тепла.

Определите количество теплоты, выделившееся при сгорании 2 кг бензина ( q = 46 • 10 6 Дж/кг)

Дано:

m = 2 кг

q = 46 • 10 6 Дж/кг

Найти:

Q = ?

• Решение:
• Q = m • q
• Q = 2кг • 46 • 10 6 Дж/кг
• Q = 92 • 10 6 Дж
• Ответ: Q = 92 • 10 6 Дж

Тепловая машина за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 155 Дж, а холодильнику отдаёт количество теплоты, равное 85 Дж. Определите КПД машины.

Дано:

Q 1 = 155 Дж

Q 2 = 85 Дж

Найти:

η=?

Решение:

η =(155 Дж - 85 Дж ) • 100% /155 Дж

η = 45%

Ответ : η = 45%

КПД машины 40 0 / 0 . Определите работу, которую совершила машина, если она получила 6000 Дж тепла.

• Решение:
•   η = А • 100% /  Q 1 
• А = η • Q 1  /100%
• А =   40 0 / 0 • 6000 Дж /100%
• Ответ: 2400 Дж

Дано:

η = 40 0 / 0

Q 1 = 6000 Дж

Найти:

А=?

Заполните оценочный лист.

№ п/п

Фамилия, имя

1

Оценка за диктант

2

Оценка группы

3

Оценка за решение задачи

4

Итог

5

ОГЭ В двигателе внутреннего сгорания было израсходовано 0,5 кг горючего, удельная теплота сгорания которого 46·10 6 Дж/кг при этом двигатель совершил 7·10 6 Дж полезной работы. Каков его КПД?

ОГЭ В двигателе внутреннего сгорания было израсходовано 0,5 кг горючего, удельная теплота сгорания которого 46·10 6 Дж/кг при этом двигатель совершил 7·10 6 Дж полезной работы. Каков его КПД?

• Решение:
• η = А • 100% /  Q 1 
• Q 1  = q • m
• η = А • 100% / q • m
• η = 7·10 6 Дж • 100% / 46·10 6 Дж/кг • 0,5 кг
• η = 30 %
• Ответ: η = 30 %

Дано:

m=0 , 5 кг

q =46·10 6 Дж/кг

А= 7·10 6 Дж

Найти:

η=?

Подведение итогов

№ п/п

Фамилия, имя

1

Оценка за диктант

2

Оценка группы

3

Оценка за решение задачи

4

Итог

5

Домашнее задание

• «Проверь себя», стр. 71-74 в учебнике.
• М/ф. «Тачки - 2». Будущее за экологичными видами топлива.

Береги свою планету!

Есть одна планета-сад

В этом космосе холодном

Только здесь леса шумят.

Воздух светло-голубой

Дышится легко и вволю.

Забываем мы порой:

Воздух дан в аренду нам,

Он один на всех землян.

Чтобы жизнь торжествовала,

Охранять нам воздух надо.

Береги свою планету.

Ведь другой на свете нету!