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.

Оргмомент.
Проверка готовности учащихся к уроку.

Проверка домашнего задания.
Проведение компьютерного тестирования

Актуализация знаний.
Беседа:
Что называют тепловым двигателем?
Кем и когда был впервые изобретен тепловой двигатель?
Какие виды тепловых двигателей вы знаете?

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.
13 EMBED Equation.3 1415 или 13 EMBED Equation.3 1415
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.

Физкультминутка.

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.
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%)
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%)
Определите КПД теплового двигателя, если он совершил полезную работу 48000 кДж, а количество теплоты, полученное от нагревателя составило 150000 кДж. (32 %)
Определите КПД теплового двигателя, если он совершил полезную работу 4·104 Дж, а количество теплоты, полученное от нагревателя составило 105 Дж. (КПД = 40%)
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?

Итог урока.
Что нового вы сегодня узнали на уроке?

Домашнее задание.
§ 23, 24. Задание 5 (выбрать каждому тему)
Л. № 1144 - для слабых и средних учащихся.
№ 1146 – для сильных учащихся.