Опыт работы при изучения темы «Тепловые двигатели» в школьном курсе физики

   Я хочу поделиться своим опытом работы изучения темы «Тепловые двигатели» в школьном курсе физики. Обычно в школе рассматривают устройство двигателя внутреннего сгорания и паровой турбины, не упоминая о двигателях внешнего сгорания. Для демонстрации тепловых двигателей используются модели двигателя внутреннего сгорания, либо парового. Указанные модели демонстрируют не работу тепловой машины, а принцип работы двигателя. Главная цель демонстраций – показать, каким образом работает тепловая машина, концентрируя внимание на ключевых моментах: наличие рабочего тела и замкнутого цикла, подвод тепла, совершение работы, охлаждение. Фактически, все эти моменты невозможно продемонстрировать на используемых моделях.

   Решить эту проблему позволяет использование рабочей модели тепловой машины, работающей по циклу Стирлинга.  Этого двигателя нет среди школьного оборудования, но его можно собрать самостоятельно. В сети Интернет можно найти большое разнообразие таких двигателей как сложных, так и простых. История Стирлинг-машин очень интересна. Они прошли стадию подъема, затем были забыты, однако пережили паровые двигатели, двигатели внутреннего сгорания и снова возродились в двадцатом веке. Сегодня над их созданием трудятся многие инженеры и любители.      

    Модель двигателя Стирлинга представляет собой тепловую машину, в которой жидкое или газообразное рабочее тело двигается в замкнутом объёме. Такой двигатель основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменения объёма рабочего тела.  Может работать не только от сжигания топлива, но и от любого источника тепла.

  Собрать собранный двигатель мы решили с использованием 3D принтера. На нём мы напечатали детали двигателя, заранее смоделировав их в программе Blender. Дополнительно нам понадобились стеклянные шприцы, способные выдерживать высокие температуры.  А также трубка от капельницы, шурупы и болты. Такой двигатель позволяет предельно четко показать все особенности работы тепловой машины.  К тому же такой вид деятельности развивает у учащихся интерес к урокам физики, учит творчески мыслить. Возможно, именно такой вид деятельности поможет им в будущем определиться с профессией.

Данная модель двигателя  имеет ряд преимуществ: работает от любого источника тепла, способного нагревать до температуры  80 градусов по Цельсию, издаёт мало шума,  не выделяет вредные отработанные  газы.

    Её можно применить в качестве привода генератора постоянного тока, способного работать даже от солнечной энергии (путём нагрева) с помощью зеркальной системы.

Использованные источники.

1.     kopilkaurokov.ru/fizika/presentacii/priezientatsii...vighatiel-stirlingha

2.     sintezgaz.org.ua/1_articles/564/dvigatel-stirl

Литература.                                  (Слайд 22)

3.     Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике. 10 класс. – М.: ВАКО, 2008.

4.     Демкович В.П. Сборник задач по физике. 10-11 кл. – М.: ООО “Издательство Астрель”, 2010.

5.     Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учебник для образоват. учреждений нач. и сред. Проф. образования / В.Ф.Дмитриева. 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 448с.

6.     Мякишев Г.Я. Физика: учебник для 10кл. общеобразоват. учреждений / Г.Я.Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский. – 10-е изд. - М.: Просвещение, 2010.- 336с.

7.      

Скачано с www.znanio.ru