Теплові двигуни і охорона природи. Урок фізики 8 клас

Мета: Повторити і узагальнити знання з теми: „Зміна агрегатних станів речовини'»,формувати уявлення про екологічні наслідки використання теплових машин та шляхи їх вирішення, розвивати творчість, кмітливість, продовжувати екологічне виховання учнів.

„Охорона природи-це справа всіх і кожного, це державна справа".

Закон України "Про охорону навколишнього середовища".

„Винахідник не бореться проти законів природи, а використовує їх".

Хід уроку.

1. Організаційний момент, „анонс" уроку.

2.Активізація, актуалізація знань.

-   повторення основних питань (учні задають один одному заздалегідь підготовленні питання)

-   самооцінка за допомогою тестування (програма Тest-2006, Теst W)

3.Узагальнення та систематизація знань за допомогою схематичного малюнку( перехід з одного агрегатного стану в другий).

4.Презентація проекту: "Теплові машини" (редактор: Григоренко А., технічний редактор: Штучка І., учні 9-А класу)

5. Згадаємо: а) з курсу географії: Що таке атмосфера? б) з хімії: Як відбувається реакція горіння?

В основному законі України сказано: „Кожний громадянин України має право на життя в чистому навколишньому середовищі".

Тема нашого уроку зачіпає дві глобальні проблеми людства — паливно-енергетичну і екологічну. Завдання для класу: Оцінити екологічний вплив теплових машин на природу. Відповіді на це запитання готувала група учнів. Надамо їм слово.

Виступи учнів( додаток №1)

Різні види палива нерівнозначні в екологічному відношенні. Найбільша кількість забруднюючих речовин виділяється під час згоряння вугілля і Нафтопродуктів. Якщо рівень забруднення атмосферного повітря під час згоряння кам 'яного вугілля прийняти за 100%, то спалювання мазуту знизить цей рівень до 60%, а природного газу - до 20%. Який же вид палива найдоцільніше використовувати в тепловій енергетиці?

Зараз у нашому районі природнім газом користуються понад 10000 абонентів .В Україні природній газ є основним видом палива, і недаремно за оцінками спеціалістів зарубіжних країн, повітряний простір нашої країни є одним з найчистіших. Стан повітря і очищення його від шкідливих домішок необхідно постійно контролювати. Зменшення викидів речовин в атмосферу можна досягти за рахунок раціонального спалювання палива. Як же нам зменшити негативний вплив використання різних видів палива?

Задача: Скільки дизельного палива спалить автобус за годину, якщо він розвиває потужність 110 кВт? ККД двигуна 25%, питома теплота згоряння дизельного палива дорівнює 4,2* 10⁷ Дж/кг.

Дивлячись на результат розв'язування задачі, поміркуйте як зменшити масу палива при заданій потужності й заданому часі роботи, (від питомої теплоти згоряння палива та коефіцієнта корисної дії двигуна)

Розгляньте таблицю й скажіть, яке паливо ви б використали, щоб зменшити його
витрати?__________________________________________________________

Речовина	питома теплота згоряння
Бензин	44*106 Дж/кг
Дизельне паливо	42*106 Дж/кг
Пропан	84*106 Дж/кг
водень	120* 106 Дж/кг

 

До речі при згорянні водню утворюється чиста вода, а не шкідливі оксид вуглецю, а

особливо чадний газ.

Отже, щоб зменшити негативний вплив теплових двигунів треба збільшити ККД

та питому теплоту згоряння палива.

Цікавий факт:

Лише один сучасний реактивний пасажирський літак протягом  восьмигодинного польоту з Європи в Америку витрачає від 50 до 75 т кисню, викидаючи в атмосферу десятки тонн вуглекислого газу. Легковий автомобіль „Волга" забирає з повітря кисню в 100 разів більше, ніж одна людина. Підраховано, що якби з'єднати всі вихлопні труби автомобілів, які їздять вулицями Києва, в одну трубу, то утворився б зловісний кратер діаметром 25 метрів, з якого вивергається 110 тис. Тонн шкідливих газів на рік. Справа погіршується ще й тим, що автомобільні викиди концентруються в приземному шарі повітря - саме в зоні нашого дихання, особливо дітей.

Для зменшення токсичності вихлопних газів автомобілів застосовують регулювання двигунів, встановлюють спеціальні каталізатори, що допалюють чадний газ до вуглекислого, підвищують ефективність використання енергії, борються за її економію, створюють нові двигуни з підвищеним ККД.

6. Підсумок уроку. Оцінювання .

Пояснення до фрагменту створеного уроку(Бібліотека електронних

наочностей 7-9 класи)

1.Внутрішня енергія є одним з найдешевших видів енергії. Тому перетворення внутрішньої енергії в механічну є надзвичайно важливим для практичної діяльності людини. Таке перетворення здійснюється за допомогою теплових машин. Така машина має нагрівник, робоче тіло, яке виконує роботу і холодильник.

2.  Двигун внутрішнього згоряння має поршень, який переміщається у циліндрі. Він з'єднаний з шатунним механізмом, на колінчастий вал якого насаджено маховик. Клапани впускають та випускають пальну суміш.

3.         Широке розповсюдження ДВЗ зумовили мала маса, компактність, порівняно високий коефіцієнт корисної дії ( 30-35%).

4.         головною робочою частиною турбіни є ротор, закріплений на валу диск з лопатками. Пара спрямовується через сопла на лопатки ротора.

5.Парові, газові турбіни використовуються на теплових електростанціях. 80% всієї енергії країни виробляється на ТЕС. Коефіцієнт корисної дії парових турбін досягає 25%.

6.         Існують і інші електростанції, наприклад гідроелектростанції. Найближча діюча до нас - Каховська ГЕС.

7.  8.Перспективними установами вироблення електроенергії, в яких використовуються теплові машини, є вітрові та сонячні електростанції.

9. Теплові двигуни, які використовують реактивну тягу витікаючи газів, називають реактивними. Турбореактивний двигун установлюють на літаках, гелікоптерах.

Ю.Згадаємо вчених, які працювали над розробкою різних теплових машин: Карно Саді, Вільям Томсон, Рудольф Дизель, Борис Якобі.

Дизель Рудольф, німецький інженер, створив ДВЗ (1897), названий його

іменем.

Борис Якобі створив перший двигун внутрішнього згоряння.