Физика тема урока что такое тепловой двигатель - АвтоКлуб Toyota
Toyota-navi.ru

АвтоКлуб Toyota
12 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Физика тема урока что такое тепловой двигатель

Двигатель внутреннего сгорания

Содержание

Тепловым двигателем называют машину, в ходе работы которой внутренняя энергия переходит в механическую. Самую простую модель такой машины можно представить в виде металлического цилиндра и плотно пригнанного поршня, который может двигаться вдоль цилиндра.

Одним из самых распространённых видов теплового двигателя, который мы встречаем в жизни, является двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Легко догадаться, что отсюда и пошло его название.

В данном уроке мы рассмотрим устройство двигателя внутреннего сгорания и схему его работы.

Физика тема урока что такое тепловой двигатель

Презентацию подготовил Александр Кавтрев.

Тема урока: «Виды теплопередачи. Теплопередача в природе и технике».

При проведении данного урока используется технология «Перевернутый урок». То есть учитель предлагает ученикам в качестве подготовки к данному уроку самостоятельно познакомиться с темой «способы теплопередачи». Для этого учитель предоставляет учащимся ссылки на соответствующие электронные ресурсы (видео уроки или видео лекции) и/или на соответствующие параграфы учебника. Учитель также может записать и предоставить учащимся свой видеоурок на данную тему.

  • Виды теплопередачи (часть 1) – Урок физики (38 мин.) Павла Андреевича Виктора в Ришельевском лицее, Одесса.
  • Виды теплопередачи (часть 2) – Урок физики (42 мин.) Павла Андреевича Виктора в Ришельевском лицее, Одесса.
  • Виды теплопередачи — анимированный видеофрагмент (8 минут).
  • Теплопередача. Виды теплопередачи — анимированный видеофрагмент (4,5 минуты).
  • Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение — текстовый материал и тесты (с ответами).

В результате самостоятельной домашней работы дети должны узнать, что существуют три вида теплопередачи (теплопроводность, конвекция, излучение) и понимать, чем они отличаются друг от друга.

Слайд 1

1. Введение: открытая задача

Цель данного этапа урока – заинтриговать учеников темой урока, настроить на активную, творческую деятельность. Для этого учитель предлагает учащимся решить открытую задачу.

Слайд 2

Ответ к открытой задаче. Ни в коем случае нельзя отрывать примерзший язык, так как при этом с его поверхности оторвется участок кожи, что может привести к сильному кровотечению. При возможности нужно поливать место контакта языка с металлом жидкостью (желательно теплой). Можно также попытаться растопить лед дыханием и теплом рук.

Примечание. Важно обсудить с детьми следующий вопрос: «Почему на морозе язык к металлическим предметам прилипает, а к деревянным – нет?».

Это объясняется тем, что у металлов теплопроводность значительно выше, чем у дерева. При объяснении можно показать учащимся видеофрагмент (слайд 3), который демонстрирует теплопроводность металлов: медь, латунь, железо.

2. Самостоятельная работа учащихся: составление вопросов к тексту

На данном этапе урока необходимо раздать детям в распечатанном виде текст про устройство термоса. Этот текст можно напечатать из отдельного файла Устройство термоса.

Если распечатать текст нет возможности, то можно показать текст на большом экране (слайд 4). А на слайде 5 показано устройство термоса.

Затем учитель предлагает учащимся составить вопросы к данному тексту.

Текст для составления вопросов:

Слайд 4

Слайд 5

Задание ученикам (слайд 6):

Сформулировать и записать 3-5 уточняющих и 2-3 открытых вопроса к тексту про устройство термоса.

  • Эту работу учащиеся выполняют в парах, или в малых группах (3-4 чел.).
    • На работу по составлению вопросов можно отвести 5-7 минут.
    Читать еще:  В картере двигателя попадает антифриз как найти причину

    После окончания данной работы учитель выписывает вопросы учащихся на доске или это делают специально назначенные ученики.

    Учащиеся каждой группы озвучивают сформулированные вопросы (по одному вопросу). При этом группы озвучивают вопросы последовательно (по кругу) пока не назовут все составленные вопросы. Если вопросы повторяются, то ни произносить их ни записывать не нужно.

    Некоторые формулировки вопросов, которые даны учащимися, могут быть не корректными. В этом случае учитель помогает детям дать более точные формулировки.

    Слайд 6

    Примеры возможных вопросов учащихся: уточняющие вопросы.

    Слайд 7

    Примеры возможных вопросов учащихся: открытые (исследовательские) вопросы.

    Слайд 8

    При необходимости учитель может сам добавить в список ряд вопросов, которые ему необходимо обсудить с учащимися в соответствии с планом урока.

    Среди предложенных учащимися вопросов могут быть вопросы, выходящие за рамки данного урока. В этом случае можно предложить учащимся самостоятельно поискать информацию для ответа на такие вопросы в качестве домашнего задания.

    3. Объяснение материала урока и подведение итогов

    Используя вопросы из списка учитель обсуждает с учащимися материал урока. При этом он отрабатывает с учащимися формулировки видов теплопередачи, при необходимости устраняет пробелы в их знаниях и вносит коррективы.

    При подведении итогов урока можно использовать слайд 9, на котором показаны все виды теплопередачи.

    Слайд 9

    4. Завершение урока: повторение пройденного материала.

    Посмотрите на рисунки и назовите как осуществляются процессы теплопередачи в представленных на слайдах ситуациях:

    Чайник на плите (слайд 10),

    Мороженое в руке (слайд 11),

    Котелок на костре (слайд 12),

    Теплица (слайд 13),

    Сферическое зеркало в горах Непала (слайды 14 – 16).

    Примечание. Если учащиеся не могут сказать для чего предназначено зеркало (слайд 14), то можно сыграть с ними в игру «Да-нетку» на эту тему. Слайд 15 содержит подсказку – на нем хорошо видно подставку в центре зеркала, на которую ставится кастрюля или чайник для нагрева солнечным светом. На слайде 16 видно, что на подставке стоит чайник – это фактически ответ на вопрос о назначении зеркала.

    Слайд 10

    Слайд 11

    Слайд 12

    Слайд 13

    Слайд 14

    Слайд 15

    Слайд 16

    5. Д/З. На выбор учеников

    1. Многие люди считают, что шуба греет. А как думаете вы?
      Предложите варианты опытов, которые нужно поставить, чтобы доказать или опровергнуть эту точку зрения (слайд 17).
    2. Объясните, почему аксакалы в яркие солнечные дни в жару носят теплые ватные халаты (слайд 18).
    3. Проведите исследование: сколько времени содержимое термоса остается горячим?

    Примечание. Предварительно обсудите с учащимися методику эксперимента. Например, можно залить в термос кипяток и через определенные интервалы времени (каждые 30 минут) измерять его температуру.

    Данное исследование можно поручить 3-5 ученикам и на следующем уроке сравнить их результаты. Желательно, чтобы они принесли на урок термоса, с которыми проводили эксперименты.

    4. Если термос устроен так умно, то почему через какое-то время его содержимое все-таки остывает? Постарайтесь объяснить почему это происходит (слайд 19).

    Ответ (для учителя):

    • Немного теплоты выходит через пробку и крышку термоса. Если вы потрогаете крышку, то скорее всего почувствуете, что она слегка нагрета.
    • Также потери теплоты, пусть и менее ощутимые, происходят через стенки термоса.
      • Прежде всего это связано с качеством откачки воздуха. Абсолютный вакуум создать невозможно. Поэтому между стенками колбы всегда остается немного воздуха. Чем его больше, тем больше потери теплоты.
      • Происходят также потери теплоты из-за не идеальности отражающей поверхности колбы. Невозможно сделать зеркальную поверхность с коэффициентом отражения 100%. Обычно этот параметр у внутренней поверхности колбы около 90%. Значит термос обязательно излучает теплоту.
    Читать еще:  В чем причина стука в двигателе ваз 2106

    Слайд 17

    Слайд 18

    Слайд 19

    6. Дополнительный материал: ураганный ветер «Бора»

    Советский писатель Константин Паустовский в рассказе «Небесная азбука морзе» описывает ураганный ветер «Бора» и шторм, который произошел в конце 19 века в Черном море вблизи г. Новороссийска. Учитель может обсудить с учащимися это природное явление и процессы теплопередачи, которые происходили.

    «Море клокочет, как бы пытаясь взорваться. Ветер швыряет увесистые камни, сбрасывает под откосы товарные поезда, свертывает в тонкие трубки железные крыши, качает стены домов.

    Двое суток мы находились на авральной работе. Мы сбивали лёд ломами, раскалённым железом и обливали его кипятком. Тонкие снасти превращались в ледяные бревна. Когда ураган достиг наивысшего напряжения, мы обрубили реи, утлегарь и весь такелаж на мачтах, но это нисколько не помогло. Хотели выбросить за борт пушки, но они вместе со станками приросли к палубе, составляя сплошные глыбы льда. Волны свободно ходили через корабль.

    Эскадра Юрьева погибла от того, что лопнули все железные якорные цепи. Корабли были разбиты о подводные камни. С тех пор некоторые капитаны, застигнутые борой, начали отдавать якоря не на цепях, а на пеньковых веревках. Железные цепи делались слишком хрупкими от жестокого мороза – неизменного спутника Боры – и легко ломались на перегибах около клюзов. Эскадра погибла, разбившись о берега. Только один корабль «Струя» потонул среди залива, не выдержав тяжести наросшего льда. Он стоял закрепив якорную цепь за бочку, и не успел вовремя расклепать цепь, чтобы его выбросило на берег. Тогда часть людей могла бы спастись».

    К. Г. Паустовский. «Родные просторы» Гос. Издательство географической литературы, Москва, 1954 г., с. 310.

    Справка: Бора

    Бора — сильный холодный порывистый северный ветер. Бора возникает, когда поток холодного воздуха встречает на своём пути возвышенность, например, невысокие горы на морском берегу. Преодолев препятствие, холодный воздух под воздействием силы тяжести сваливается вниз по склону гор. При этом воздушный поток приобретает большую скорость (слайды 20 и 21).

    Слайд 20

    Слайд 21

    Фотографии последствий Боры в г. Новороссийске приведены на слайдах 22 – 25.

    Слайд 22

    Слайд 23

    Слайд 24

    Слайд 25. Сковало льдом прибрежный южный город.

    Почему между трамвайными рельсами не оставляют зазоры?

    Трамвайные рельсы действительно укладывают, не оставляя никаких зазоров. Почему? Сравни картинки.

    Трамвайные рельсы почти полностью опускают в землю: на поверхности остается только верхняя часть полотна. Поэтому можно с уверенностью говорить о том, что земля «спасает» рельсы от перегрева даже в самые жаркие дни. А так как трамвайные рельсы не перегреваются, то и их длина, в отличие от железнодорожных, практически не меняется. Поэтому между трамвайными рельсами и не оставляют зазоров.

    10. Топливные элементы

    Топливный элемент, который принимает водород и кислород в качестве входных данных

    Теплопередача: зависит от типа топливного элемента

    Топливные элементы — это электрохимические устройства, которые преобразуют химическую энергию топлива и окислителя в электрическую энергию. При работе топливного элемента значительная часть входной энергии используется для выработки электрической энергии, а оставшаяся часть преобразуется в тепловую энергию в зависимости от типа топливного элемента.

    Читать еще:  Бензин в масле двигателя причины ваз 2106

    Тепло, получаемое в ходе этого процесса, используется для повышения энергоэффективности. Теоретически топливные элементы являются гораздо более энергоэффективными, чем обычные процессы: если отработанное тепло улавливается в когенерационной схеме, эффективность может достигать 90%.

    Скорость и ускорение.

    Рассмотрим движение тела в прямоугольной системе координат с базисом

    Рисунок 3.

    Пусть в момент времени тело находилось в точке с радиус-вектором

    Спустя малый промежуток времени тело оказалось в точке с
    радиус-вектором

    Мгновенная скорость в момент времени – это предел отношения перемещения к интервалу времени , когда величина этого интервала стремится к нулю; иными словами, скорость точки – это производная её радиус-вектора:

    Из (2) и (1) получаем:

    Коэффициенты при базисных векторах в пределе дают производные:

    (Производная по времени традиционно обозначается точкой над буквой.) Итак,

    Мы видим, что проекции вектора скорости на координатные оси являются производными координат точки:

    Когда стремится к нулю, точка приближается к точке и вектор перемещения разворачивается в направлении касательной. Оказывается, что в пределе вектор направлен точно по касательной к траектории в точке . Это и показано на рис. 3.

    Понятие ускорения вводится похожит образом. Пусть в момент времени скорость тела равна , а спустя малый интервал скорость стала равна .
    Ускорение – это предел отношения изменения скорости к интервалу , когда этот интервал стремится к нулю; иначе говоря, ускорение – это производная скорости:

    Ускорение, таким образом, есть “cкорость изменения скорости”. Имеем:

    Следовательно, проекции ускорения являются производными проекций скорости (и, стало быть, вторыми производными координат):

    Ну, а если нужно что-то сделать, а энергии нету?

    Идите ищите! Не будет энергии – не будет работы. Чудес не бывает. Сходите в магазин, купите аккумулятор. Постройте электростанцию. Разверните солнечную батарею. Поднимите гирю. Покушайте.

    Но помните – за все за это придется заплатить. И за батарейку, и за еду из магазина. И за электричество в розетке. Даже на поднятие гири часов вы потратите свою личную энергию, которую получили из пищи. Совсем немножечко, но потратите.

    Так уж устроен этот мир, что за все хорошее в нем приходится платить – за любое строительство, за любое созидание. Только за разрушение платить ничего не нужно: если опустить ручки и ничего не делать, все рано или поздно разрушится или испортится. Отчего это так, мы поймем позже. А пока нам нужно запомнить то, что все и так знают: энергия из ниоткуда не берется. Сколько позаимствовал, столько и потратишь, и ни капелькой больше.

    Слайд 19

    Дизель работает на топливе, которое значительно дешевле бензина. Дизели относятся к наиболее экономичным тепловым двигателям. Удельный расход топлива лучших дизелей составляет около 190 г/(кВт·ч) [140 г/(л. с.·ч)], а для большинства типов дизелей не превышает 270 г/(кВт·ч) [200 г/(л. с.·ч)] на номинальной мощности. Такие расходы топлива соответствуют КПД 31—44% (КПД карбюраторных ДВС обычно 25—30%).

    Однако в тех случаях, когда требуется минимальный вес двигателя при данной мощности, дизели оказываются менее выгодными.

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector