Разработка урока по физике Паровая турбина. КПД тепловых двигателей

Физика 8

Тема. Паровая турбина. КПД тепловых двигателей.

Цель: - Сформировать понятие учащихся об устройстве и принципе действия паровой и газовой турбины, сформировать понятие коэффициента полезного действия тепловых двигателей и способов его повышения;

- развивать познавательный интерес к предмету; научное мировоззрение, логическое мышление при решении задач;

- воспитывать умение рациональной организации бюджета времени, содействовать экологическому воспитанию школьников, обратив внимание на проблемы загрязнения атмосферы Земли.

Тип: комбинированный

Методы: беседа, тестирование, объяснительно-иллюстративный, информационно-технологический.

Оборудование: компьютерная программа тестирования, модель двигателя внутреннего сгорания и паровой турбины, насос, компьютеры.

Мониторинг: компьютерное тестирование.

Ход урока.

1. Оргмомент.

Проверка готовности учащихся к уроку.

2. Проверка домашнего задания.

Проведение компьютерного тестирования

3. Актуализация знаний.

Беседа:

1. Что называют тепловым двигателем?

2. Кем и когда был впервые изобретен тепловой двигатель?

3. Какие виды тепловых двигателей вы знаете?

4. Изучение нового материала.

1. Вступительное слово.

- Двигатель внутреннего сгорания мы уже изучили. А сегодня на уроке мы с вами познакомимся с устройством и принципом действия паровой и газовой турбины, а также с понятием коэффициента полезного действия тепловых двигателей. Сообщение учащимся темы и целей урока. (Слайд № 1)

2. Устройство и принцип действия паровой турбины. (слайд № 2, 3) - устройство турбины; продемонстрировать принцип действия паровой турбины на модели.

Вопрос: назовите основные части паровой турбины с помощью слайда № 4. Зарисуйте схему паровой турбины и запишите соответствующие обозначения.

3. Общая схема теплового двигателя. (Слайд № 5)

- нагреватель;

- рабочее тело;

- холодильник.

4. Потери энергии теплового двигателя и КПД. (Слайд № 6, 7, 8)

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

или

5. Схема энергетического баланса автомобильного двигателя. (слайд № 9).

Вопрос: Коэффициент полезного действия не может быть больше 1 или 100%. Объясните почему?

а) Разобрать с учащимися способы увеличения КПД двигателя. (уменьшить трение, добиваться полного сгорания топлива, Использовать наиболее эффективное топливо, уменьшить потери тепла в окружающую среду).

б) Обратить внимание на отработанные газы и загрязнение окружающей среды тепловыми двигателями.

5. Физкультминутка.

6. Закрепление материала.

1. Решение задач. У каждого уч-ся индивидуальная задача с выбором ответа. При нахождении правильного ответа на экране монитора появляется тип двигателя, которому соответствует полученное значение КПД.

1. Первый гусеничный трактор конструкции А.Ф. Блинова, 1988 г., имел два двигателя. За 1 час он расходовал 5 кг топлива, у которого удельная теплота сгорания равна 30·10⁶ Дж/кг. Вычислите КПД трактора, если совершенная им полезная работа равна 5400 кДж. (Q₁ = 150 МДж, КПД = 3,6%)

2. Тепловой двигатель совершил полезную работу, равную 23·10⁶ Дж, и при этом израсходовал бензин массой 2 кг. Вычислите КПД этого двигателя. (Q₁ = 92 МДж, КПД = 25%)

3. Определите КПД теплового двигателя, если он совершил полезную работу 48000 кДж, а количество теплоты, полученное от нагревателя составило 150000 кДж. (32 %)

4. Определите КПД теплового двигателя, если он совершил полезную работу 4·10⁴ Дж, а количество теплоты, полученное от нагревателя составило 10⁵ Дж. (КПД = 40%)

5. Определите КПД теплового двигателя, если количество теплоты, отданное холодильнику 530 кДж, а количество теплоты, полученное от нагревателя составило 1000 кДж. (КПД = 47%)

После решения задач продемонстрировать таблицу КПД некоторых тепловых двигателей. (слайд № 10)

2. Фронтальный опрос.

- Из каких элементов состоит любой тепловой двигатель?

- Что такое КПД двигателя?

- Как можно рассчитать КПД теплового двигателя?

- Какими способами можно увеличить КПД двигателя?

7. Итог урока.

Что нового вы сегодня узнали на уроке?

8. Домашнее задание.

§ 23, 24. Задание 5 (выбрать каждому тему)

Л. № 1144 - для слабых и средних учащихся.

№ 1146 - для сильных учащихся.