Конспект по физике 8 класс перышкин параграф 24 кпд теплового двигателя кратко

Обновлено: 06.07.2024

Цели: Образовательная : ввести понятие КПД тепловых двигателей; знать основные способы увеличения КПД тепловых двигателей, способы защиты окружающей среды от загрязнения выхлопными газами; на примере отдельных двигателей, их КПД и области применения осуществить политехническое воспитание; привить самостоятельность в поиске новых знаний. Привитие интереса к предмету; демонстрация применимости в жизни знаний, получаемых на различных уроках; вовлечение каждого ученика в активный познавательный процесс; выработка предметных компетенций.

Воспитательная: воспитание внимательного, доброжелательного отношения к ответам одноклассников.

Развивающая: развитие умений и способностей учащихся работать самостоятельно; расширение кругозора; повышение эрудиции; развивать умения творчески подходить к решению задач; развитие умений выступления перед аудиторией.

Постановка учебной цели.
Проверка домашнего задания.
Изучение нового материала.
Закрепление .

Домашнее задание: п.24, вопросы. Задание 5

Оборудование: мультимедиа; презентация PowerPoint

I. Организационный момент.

II. Проверка домашнего задания.

На прошлом уроке мы с вами разобрали понятия тепловых машин, их виды. Давайте повторим пройденный материал.

Устный опрос по вопросам:

Приведите примеры превращения внутренней энергии пара в механическую энергию тела.
Какие двигатели называют тепловыми?
Какие виды тепловых двигателей вам известны?
Какие переходы и превращения энергии происходят в них?
Какой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания?
Пользуясь рисунком 24,расскажите,из каких основных частей состоит простейший двигатель внутреннего сгорания.
Какие физические явления происходят при сгорании горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания?
За сколько ходов, или тактов, происходит один рабочий цикл двигателя?
Какие процессы происходят в двигателе в течение каждого из четырёх тактов? Как называют эти такты?
Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания?
Какие двигатели внутреннего сгорания чаще всего применяют в автомобилях?
Где ещё, кроме автомобилей, применяют двигатели внутреннего сгорания?
Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания?
Какие двигатели внутреннего сгорания чаще всего применяют в автомобилях?
Где ещё, кроме автомобилей, применяют двигатели внутреннего сгорания?
Какие тепловые двигатели называют паровыми турбинами?
В чём отличие в устройстве турбин и поршневых машин?
Пользуясь рисунком 26,расскажите, из каких частей состоит паровая турбина и как она работает.

Можно ли огнестрельное оружие отнести к тепловым двигателям? (Да. Энергия сгоревшего пороха переходит в механическую энергию снаряда.)
Можно ли человеческий организм отнести к тепловым двигателям? (Да.)
Почему ДВС не используются в подводных лодках при подводном плавании? (Под водой для работы двигателя внутреннего сгорания необходим воздух, а его там нет, либо необходимо брать сжиженный воздух, но это нерентабельно и усложняет процесс.)

III. Изучение нового материала.

Мы знаем, что любой тепловой двигатель превращает в механическую энергию внутреннюю.

Как вы думаете, вся ли тепловая энергия превращается в тепловых двигателях в механическую энергию?

Обобщая ответы ребят, отмечаю, что любой тепловой двигатель превращает в механическую энергию только часть той энергии, которая выделяется топливом, т.к. пар или газ, совершив работу, еще обладает энергией .

Схема работы теплового двигателя(Слайд 8)

Нагреватель-топливо; рабочее тело-газ; холодильник- окружающая среда, части

Q 1 -количество теплоты, полученное от нагревателя

Q 2 -количество теплоты, отданное холодильнику

А= IQ 1 I-IQ 2 I -работа, совершаемая двигателем

Для оценки теплового двигателя важно знать, какую часть энергии, выделяемой топливом превращает в полезную работу. Чем больше работа полезная, тем двигатель экономичнее. Для характеристики экономичности различных двигателей введено понятие КПД двигателя, с которым мы сегодня познакомимся.

Физическая величина, показывающая, какую долю составляет совершаемая двигателем работа от энергии, полученной при сгорании топлива, называется коэффициентом полезного действия теплового двигателя.

КПД теплового двигателя находят по формуле( слайды 9,10):

h = (А / Q 1 ) 100% ; h = ( Q 1 -Q 2 / Q 1 ) 100%

Кроме того КПД теплового двигателя можно вычислять по формулам:

h = А п / А з h = Qп/ Qз h = N п / N з

Рассмотрим характеристики некоторых, наиболее используемых тепловых двигателей (Слайд 11)

Повышение КПД тепловых двигателей -важнейшая техническая задача (Слайд 12) Основные усилия инженеров направлены на повышение КПД двигателей за счёт уменьшения трения их частей, потерь топлива вследствие его неполного сгорания.

. Безопасны ли тепловые двигатели с точки зрения экологии?

Вы правы и это хорошо видно из следующих данных:

Применение тепловых машин и проблемы охраны окружающей среды (Слайд 13)

-При сжигании топлива в тепловых машинах требуется большое количество кислорода. На сгорание разнообразного топлива расходуется от 10 до 25% кислорода, производимого зелёными растениями.

-Тепловые машины не только сжигают кислород, но и выбрасывают в атмосферу эквивалентные количества двуокиси углерода (углекислого газа). Сгорание топлива в топках промышленных предприятий и тепловых электростанций почти никогда не бывает полным, поэтому происходит загрязнение воздуха золой, хлопьями сажи. Сейчас во всем мире обычные энергетические установки выбрасывают в атмосферу ежегодно 200–250 млн. т золы и около 60 млн. т диоксида серы.

-Кроме промышленности воздух загрязняет и транспорт, прежде всего автомобильный (жители больших городов задыхаются от выхлопных газов автомобильных двигателей).

Тепловые двигатели засоряют окружающую среду. Выбрасываются в огромных масштабах отработанные выхлопные газы. С выхлопными газами выбрасываются ядовитые вещества, которые пагубно влияют на жизнедеятельность живых организмов как растительного, так и животного происхождения. В свою очередь эти вещества вступают в химические реакции с веществами входящими в состав воздуха и в результате образуются другие ядовитые вещества, в том числе и кислоты. Все эти вещества попадают в землю и в водоемы вместе с осадками, тем самым отрицательно влияют на нормальное развитие растений и животных.

Каковы способы борьбы?

Обобщая ответы ребят, отмечаю, что ДВС заменяют по возможности электрическими двигателями или солнечными батареями. Об этом подробно будем говорить на последующих уроках.

Вы понимаете, что вообще не применять тепловые двигатели мы не можем.

Нашей планете Земля угрожает серьезная экологическая проблема, связанная не только применением тепловых двигателей, но и другими причинами.

Ребята, что может сделать каждый из вас, чтобы лишь немного решить эту проблему?

Что зависит от вас? Демонстрирую (Слайд 14-17)

СПАСЕМ ЗЕМЛЮ. ЭТО МОЖЕТ СДЕЛАТЬ КАЖДЫЙ ИЗ ВАС.

1. Не уничтожать зеленый покров Земли.

2. Посадить и вырастить дерево.

3. Не ездить без нужды в автомобиле, на мотоцикле, мопеде.

4. Охранять лес, родники, речушки.

5. Организовать при школе экологический патруль.

6. Экономить воду, электроэнергию (будут сжигать меньше топлива на электростанциях).

7. Беречь бумагу, собирать и сдавать макулатуру (сохраните лес).

8. Беречь вещи (на их изготовление идет энергия).

9. Собирать и сдавать вторсырье.

10. Беспощадно бороться с разрушителями природы, кем бы они ни были.

ХОТИТЕ СКАЗАТЬ-КАПЛЯ В МОРЕ?

НО ВЕДЬ МОРЕ – ИЗ КАПЕЛЬ!

Качественные задачи: (Слайд 18)

1. Один из учеников при решении получил ответ, что КПД теплового двигателя равен 200%. Правильно ли решил ученик задачу? (Нет. КПД теплового двигателя не может быть больше 100% или равен 100%)

2. КПД теплового двигателя 45%. Что означает это число? (45% энергии идет на совершение полезной работы, а 55% энергии тратится впустую на обогрев атмосферы, самого двигателя и т.д.)

Задачи (2 задачу реши сам) (слайды 19,20)

1.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдаёт холодильнику энергию 800 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя? (20%)

2.Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя энергию, равную 1000 Дж, и отдаёт холодильнику энергию 700 Дж. Чему равен КПД теплового двигателя? (Решить самостоятельно.)

3. Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу, равную 0,23МДж и израсходовал 2кг бензина. Вычислить КПД двигателя.

4. Определить КПД двигателя трактора, которому для выполнения работы 18,9 МДж потребовалось 1,5кг топлива с q =42МДж/кг (решить самостоятельно)

Задача для любителей биологии : (Слайд 21)

В организме человека насчитывается около 600 мышц. Если бы все мышцы человека напряглись, они вызвали бы усилие, равное приблизительно 25 т. считается, что при нормальных условиях работы человек может развивать мощность 70–80 Вт, однако возможна моментальная отдача энергии в таких видах спорта, как толкание ядра или прыжки в высоту. Наблюдения показали, что при прыжках в высоту с одновременным отталкиванием обеими ногами некоторые мужчины развивают в течение 0,1 с среднюю мощность около 3700 Вт, а женщины – 2600 Вт.

КПД мышц человека равен 20%. Что это значит? Какую часть энергии мышцы тратят впустую? (20% энергии тратится на полезную работу; 80% энергии мышцы тратят впустую.)

V. Итог урока (повторить основные понятия и формулы).

§ 24; вопросы на с.57; индивидуальные карточки с задачами; всем желающим – составить ребус или кроссворд по изученной теме или подготовить доклад на одну из тем задания 5.

КПД – коэффициент полезного действия двигателя.

КПД – отношение совершённой полезной работы двигателя к энергии, полученной от нагревателя.

КПД теплового двигателя:

А_П = полезная работа

Q₁ = количество теплоты, полученное от нагревателя

Q₂ = количество теплоты, отданное холодильнику

Q₁ – Q₂ = количество теплоты, которое пошло на совершение работы

Для характеристики работоспособности двигателей введено понятие коэффициента полезного действия (КПД). Впервые ввёл в науку и технику понятие КПД двигателя французский инженер Сади Карно.

Отношение совершённой полезной работы двигателя к энергии, полученной от нагревателя, называют коэффициентом полезного действия теплового двигателя.

Коэффициент полезного действия не имеет единицы измерения, но может выражается в процентах, или записывается в виде десятичной дроби.

Например, КПД двигателей внутреннего сгорания не превышает \(20 \)— \(40\)%, а КПД паровых турбин чуть выше \(30\)%.

На этом уроке мы познакомимся с важнейшей характеристикой любого двигателя. Это коэффициент полезного действия. Мы остановимся на тепловых двигателях и попытаемся разобраться, как вычисляется их эффективность

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "КПД теплового двигателя"

На прошлых уроках мы познакомились с явлением превращения внутренней энергии в механическую. Не следует думать, что вся энергия уходит на полезную работу. Мы уже затрагивали такое понятие, как потери энергии. У каждого двигателя есть такие потери, от них зависит так называемый коэффициент полезного действия. Эта величина равна отношению полезной работы к количеству потребляемой энергии:

Например, в тепловом двигателе коэффициент полезного действия — это отношение количества теплоты, которое пошло на совершение работы, к количеству теплоты, полученному от нагревателя:

Очевидно, что КПД не может быть больше единицы, поэтому часто его выражают в процентах.

Например, если обогреватель потребляет из сети 100 килоджоулей, а отдаёт комнате только 30 килоджоулей, его коэффициент полезного действия составляет 30%.

Задача 1. Двигатель внутреннего сгорания передал на коленчатый вал механическую энергию 1 кДж. Определите КПД этого двигателя, если он затратил 2500 Дж.

Задача 2. Первый двигатель получил от нагревателя 500 Дж, а его КПД равен 30%. Второй двигатель потребляет всю полученную энергию первого двигателя. Студент измерил полезную работу второго двигателя и получил 155 Дж. Что можно сказать об этом результате?

Задача 3. Существует некая цепочка из 5ти двигателей, КПД каждого из которых 90%. 1-й двигатель получает от нагревателя 2 кДж, а все последующие двигатели потребляют полезную работу предыдущего. Будет ли такая цепочка эффективнее, чем один двигатель с КПД 60%, получающий то же количество теплоты от нагревателя?

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Октябрьский район п. Персиановский

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 61

Открытый урок по физике (8 класс).

УМК: Физика 8 класс/ А.В. Перышкин

Дата проведения: 22.11.2018

Учитель физики и математики МБОУ СОШ №61 высшей категории

Шевнякова Татьяна Викторовна.

Задачи: обеспечить условия для

- формирования умения вычислять КПД теплового двигателя;

- практического применения знаний.

Планируемые результаты

Предметные:

- расширять знания о понятии КПД;

- научиться применять формулу для вычисления

КПД теплового двигателя для решения задач;

- сравнивать КПД различных машин и

- приобретать способность объяснять и

описывать новое физическое явление, используя

имеющиеся физические знания и опыт;

- обобщать и систематизировать знания о

Метапредметные: освоение способов деятельности

познавательной – выделять и формулировать познавательную цель; управлять своей познавательной и учебной деятельностью; определения структуры объекта познания, поиск и выделение значимых функциональных связей, проводить анализ информации и умение работать с источниками информации; оценивать результаты своей деятельности;

информационно-коммуникативной– умение слушать, слышать и понимать партнера; умение вступать в речевое общение, участвовать в диалоге; приведение примеров, подбор аргументов, формирование выводов; умение планировать и согласованно выполнять совместную деятельность; умение отражать в устной и письменной форме результатов своей деятельности;

рефлексивной – актуализировать субъективный опыт; выделять и осознавать то, что уже освоено и что подлежит усвоению; фиксировать собственные затруднения, находить и устранять их причины; овладевать умением предвидеть возможные последствия своей деятельности; совершенствовать умения совместной деятельности.

Личностные:

- формировать целостное мировоззрение;

- готовность к саморазвитию и самообразованию;

- умение обосновывать собственное мнение;

- развитие умения аргументировать, отыскивать

доказательства, рассуждать логично;

- умение грамотно излагать свои мысли;

- осознание целостности мировоззрения;

- развитие умения контролировать процесс и

результат учебной деятельности;

- проявление положительного отношения к

физике как элементу общечеловеческой

Формируемые способы деятельности

I . Организационный момент

Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку. Создание в классе атмосферы психологического комфорта.

-Рада приветствовать на уроке физики всех, кто хочет больше узнать об окружающем мире. Мне нравится, как вы относитесь к урокам физики. Сегодня мы будем работать в группах. Поднимите руку, кто готов к сотрудничеству на уроке. Вместе, я уверена, мы справимся с любыми трудностями

Настраиваются на учебную деятельность.

- Я на уроке. физики.

- Я сосредотачиваюсь на изучении. физики.

- Мои мысли только о. физике.

Поднимают руки, сосредотачивая свое внимание, подтверждая готовность к сотрудничеству на урока.

Формирование навыков самоорганизации.

II . Проверка домашнего задания.

- Какие устройства мы изучили на предыдущих уроках?

- Обобщим и систематизируем наши знания

о тепловых двигателях.

- Что такое тепловой двигатель?

- Согласны ли вы с прозвучавшей формулировкой?

- Предлагаю пронаблюдать следующее явление: нагревание воды в пробирке с пробкой. И ответить на вопрос: Можно ли назвать данное устройство тепловым двигателем?

- Какие переходы энергии мы наблюдаем в данном опыте?

- Итак, Можно ли назвать данное устройство тепловым двигателем? Ответ обоснуйте.

- Этот двигатель одноразовый: пробка улетела. А как можно изменить это устройство, чтобы можно было повторять движение пробки многократно?

- Обобщим прослушанную информацию: какие основные элементы необходимы для работы тепловых двигателей?

- Обсудите в группах и предложите свою блок-схему теплового двигателя.

Подводит итог II этапа о готовности изучать новый материал.

- Повторили. Оцените эффективность своей работы на данном этапе в листах самоконтроля. Готовы идти дальше?

Читайте также: