Двигуни внутрішнього згоряння

Відкритий урок з фізики у 8-му класі Двигун внутрішнього згоряння

20.08.2015

Відкритий урок з фізики у 8-му класі «Двигун внутрішнього згорання»

Тема: Двигун внутрішнього згоряння.

1. Вивчити будову, принцип дії та призначення теплових машин на прикладі двигуна внутрішнього згоряння.

2. Розглянути історію розвитку теплової машини, екологічні проблеми і перспективи розвитку.

3. Картки із завданнями для груп.

1. Орг. момент.

2. Перевірка знань. Робота газу і пари при розширенні.

3. Новий матеріал: двигун внутрішнього згоряння.

4. Закріплення вивченого. Робота в групах.

5. Рефлексія. Підведення підсумків.

6. Домашнє завдання.

1. Вчитель: Сьогодні ми вивчаємо тему «Двигун внутрішнього згоряння». Цілями нашого уроку сьогодні буде: вивчити будову, принцип дії та призначення теплових машин на прикладі на прикладі двигуна внутрішнього згоряння; розглянути історію розвитку теплової машини; екологічні проблеми та перспективи розвитку.

Форма нашого уроку буде не зовсім звичайною. Це буде урок-гра «Конструкторське бюро». Для цього з усіх учнів класу були сформовані чотири групи, які протягом уроку будуть виконувати різні завдання. Коли завдання виконано, група піднімає руку. Кожна команда буде мати можливість висловитися. Назви команд: «Теоретики», «Випробувачі», «Менеджери», «Екологи», в кожній команді близько 5 чоловік.

2. А зараз перевіримо, наскільки ви усвідомили минулий матеріал, а заразом і те, як підготувалися до уроку. Команди отримують завдання на картках.

Які двигуни називають тепловими? Які види теплових двигунів вам відомі?

Наведіть приклади перетворення внутрішньої енергії пари в механічну енергію тіла?

Закресліть зайве словосполучення: тепловий двигун, робота газу, перетворення енергії, Джеймс Уатт, Лев Толстой, відображення світла.

Розгадайте кросворд.

Відкритий урок з фізики у 8-му класі Двигун внутрішнього згоряння

Хто виконав завдання – відповідає. По одному представнику про групи.

3. Запаси внутрішньої енергії величезні. Дуже важливо вміло і грамотно використовувати її запаси, що містяться в паливі. Використовувати внутрішню енергію – значить, здійснити за рахунок неї корисну роботу. Послухаємо коротку історію створення теплових машин (виступ учня) :

У 1860 Р француз Е. Ленуар побудував пристрій, в якому пальне спалювалося всередині самого пристрою. Модель була недосконала, ККД не перевищував 3 %.

Через 18 років німецький винахідник Отто створив двигун внутрішнього згоряння, який працював за чотиритактної схемою: впускання, стиснення, робочий хід, випуск відпрацьованих газів. Саме модифікації цього двигуна і набули найбільшого поширення.

Перший автомобіль з бензиновим двигуном побудували в 1886 році під керівництвом німецького інженера Даймлера. Велика роль у розвитку автомобілебудування належить Генрі Форду, який на початку 20 століття почав випуск автомобілів з конвеєра. У Росії перші автомобілі почали будувати на початку 20 століття.

Вчитель: Застосування теплових двигунів надзвичайно різноманітно. Вони приводять в рух літаки, ракети, тепловози, паровози, наземний і водний транспорт. В даний час найбільше поширення мають двигуни внутрішнього згоряння. Зупинимося на них.

В ДВС паливо згоряє безпосередньо в циліндрі, усередині самого двигуна. Тому він і називається двигуном внутрішнього згоряння. Вони працюють на рідкому паливі або нафтовий газ.

Двигун складається з циліндра, в якому переміщується поршень, з’єднаний за допомогою шатуна з колінчастим валом (простежимо по моделі ДВЗ).

У верхній частині циліндра є два клапана, які при роботі двигуна автоматично відкриваються і закриваються в потрібні моменти. Через перший клапан (впускний) поступає горюча суміш, яка запалюється за допомогою свічки, а через другий клапан (випускний) випускаються відпрацьовані гази.

В циліндрі періодично відбувається згорання горючої суміші, що складається з пари бензину і повітря (температура досягає 16000 — 18000С). Тиск на поршень різко зростає. Розширюючись, гази штовхають поршень, а разом з ним і колінчастий вал, здійснюючи при цьому механічну роботу. При цьому гази охолоджуються, так як частина їх внутрішньої енергії перетворюється в механічну.

Крайні положення поршня в циліндрі називають мертвими точками. Відстань, прохідне поршень від однієї мертвої точки до іншої, називають ходом поршня. Хід поршня ще називають тактом. Тому двигун називають чотиритактним.

Такти двигуна внутрішнього згоряння: впускання, стиснення, робочий хід, випуск.

Не у всіх двигунах є свічка для запалення суміші. Послухаємо повідомлення учня про двигун Дизеля:

Двигун Дизеля

Німецький інженер Р. Дизель в 1897 р. винайшов двигун, в якому стискали повітря і в момент максимального стиснення в камеру згоряння за допомогою форсунки робили впорскування палива. Далі розпечені гази переміщали поршень, і відбувалося перетворення внутрішньої енергії в механічну. У двигуні внутрішнього згоряння є карбюратор, за допомогою якого утворюється горюча суміш (суміш бензину з повітрям). У двигуні Дизеля немає карбюратора.

ККД дизельних двигунів досягає 35 – 44 %, а у двигуна внутрішнього згоряння ККД не перевищує 25 – 32 %. Дизельні двигуни знайшли широке застосування тракторів, вантажних машинах, на кораблях, пересувних електростанціях.

Вчитель: При використанні для своїх потреб теплових двигунів людина стикається з екологічними проблемами (повідомлення учня) :

Як впливають теплові двигуни на навколишнє середовище?

При роботі теплових двигунів для охолодження використовується навколишнє середовище (атмосферне повітря і вода відкритих водойм), в результаті чого відбувається підвищення температури навколишнього середовища, зване «тепловим забрудненням». Цей ефект посилюється тим, що при згорянні величезної кількості палива підвищується концентрація вуглекислого газу в земній атмосфері. А при великій концентрації вуглекислого газу атмосфера погано пропускає теплове випромінювання нагрітої Сонцем поверхні Землі, що призводить до «парникового ефекту».

У результаті описаних процесів, середня температура на Землі протягом останніх десятиліть неухильно підвищується. Це загрожує глобальним потеплінням з небажаними наслідками, до числа яких відносяться танення льодовиків і підвищення рівня світового океану.

Крім того, при спалюванні палива в теплових двигунах витрачається атмосферний кисень (в найбільш розвинених країнах теплові двигуни вже сьогодні споживають більше кисню, ніж виробляється усіма рослинами, що ростуть в цих країнах) і утворюється багато шкідливих речовин, які забруднюють атмосферу.

Теплові машини не тільки спалюють кисень, але і викидає в атмосферу вуглекислий газ, чадний газ, різні види сірчистих сполук, а також сполуки важких металів. Згоряння палива в топках промислових підприємств і теплових електростанцій майже ніколи не буває повним, тому відбувається забруднення повітря золою, пластівцями сажі. У всьому світі звичайні енергетичні установки викидають в атмосферу щорічно більше 200 млн. т золи і понад 60 млн. т оксиду сірки.

Крім промисловості, повітря забруднюють і різні види транспорту, насамперед автомобільний. Жителі великих міст задихаються від вихлопних газів автомобільних двигунів.

Такі види палива, як нафта, вугілля, газ є непоправними джерелами енергії. У найближчі 45 — 70 років людство зіткнеться з проблемою браку традиційних видів палива.

Вчитель: У вас на столах лежать конверти з завданнями, які зараз необхідно зробити.

На зображенні ДВС підписати його пристрій.

Відкритий урок з фізики у 8-му класі Двигун внутрішнього згоряння

Дано малюнки всіх тактів ДВС. Необхідно наклеїти ці малюнки в правильному порядку і підписати назви тактів.

Відкритий урок з фізики у 8-му класі Двигун внутрішнього згоряння

За запропонованим текстом виписати шляхи подолання екологічних проблем. (Додаток 2 )

1. Підіб’ємо підсумок уроку. Що ми вивчили сьогодні? З чого складається ДВЗ? Назвіть такти роботи двигуна. Виставити оцінки за урок.

2. Домашнє завдання: параграф 22 — вчити.

Короткий опис статті: двигуни внутрішнього згоряння Урок з фізики для роботи в слабкому класі. Заняття проводиться у формі гри «Конструкторське бюро»; допомагає вивчити будову, принцип дії та призначення теплових машин на прикладі двигуна внутрішнього згоряння. Учні працюють у групах, готують повідомлення за темою, працюють з моделлю ДВС.

Джерело: Відкритий урок з фізики у 8-му класі «Двигун внутрішнього згорання»

Також ви можете прочитати