«Тепловые двигатели и охрана окружающей среды»

Учитель физики и информатики, классный руководитель 11 класса,  МОУ ИРМО «Вечерняя (С)ОШ», Усть­Кудинский УКП ­ Маркина Римма Фарисовна,  высшая квалификационная категория, 2016 год. Разработка урока по теме:  «Тепловые  двигатели  и  охрана  окружающей  среды» Постановка цели урока Обучающая цель: ознакомить с информацией  о  тепловых  двигателях  и  охране   окружающей  среды, повысить  мотивацию на охрану  окружающей  среды, формирование у  учащихся новых понятий тепловые двигатели и их способов действия на окружающую среду. • Обеспечить усвоение учащимися закона, свойства, особенностей; • Обобщить и конкретизировать знания о тепловых двигателях; • Устранить проблемы в знаниях; • Добиться усвоения учащимися каких­то понятий, вопросов. Воспитательные цель заключается в формировании у учащихся определенных черт личности и черт  характера, прежде всего нравственные качества человека: формирование положительного отношения к  окружающей среде, к её охране, к здоровому образу жизни. Воспитание гуманизма; Воспитание добросовестного отношения к труду; Воспитание мотивов учения положительного отношения к знаниям (кто знает, тот вооружен); Воспитание дисциплинированности; Воспитание эстетических качеств. Развивающие цели развитие на уроке психологических качеств учащихся интеллекта, мышления,  познавательных, политехнических умений, воли и самостоятельности: а) Развитие мышления:   • Аналитикосинтезирующие мышление (умение классифицировать факты, делать  • • • • • • • обобщающие выводы); Развитие умения применять знания на практике; б) Развитие познавательных умений: • Формирование умения выделять главное; • Постановка проблемы, выдвижение гипотезы ее решения. в) Развитие умения учебного труда: Работать в должном темпе (обсуждение фильма, написание эссе по данной теме, др.) Развитие приемов наблюдения (цель наблюдения и его последовательность, составление  наблюдения объекта) д) Развитие воли и самостоятельности: Развитие инициативы уверенности в своих силах; Развитие настойчивости; • • • Умение преодолевать трудности при достижении поставленной цели; • Развитие умения владеть собой, выдержка, самообладания;      Задачи занятия:               1. Дать представление о глобальном применении тепловых двигателей,   ознакомить с их особенностями работы, выявить в них положительные и отрицательные моменты по отношению к окружающей среде.       2. Сформировать  осознание негативных последствий и опасности широкого применения ДВС, найти пути решения проблем, связанных с негативными последствиями. Технические средства:  компьютер, акустическая система (звуковые колонки),   проектор, экран и классная доска. Оборудование: 1.  Таблицы о работе ДВС. 2.  Фотографии разных двигателей, транспортных средств, где они используются. 3.  Модель ДВС. 4. Учебники, тетради. Предварительный этап  Заранее проинформировать учащихся о том, что они готовят сообщения по данной теме.  Ход урока: 1. Организация класса ­ 1 минута. Вступление: Решая проблему формирования современного мышления учащихся средствами учебного предмета «Физика» уделяем внимание вопросам экологии.   Учащиеся образуют   группы, в каждой из которых назначен руководитель группы; помогает им готовиться к ответу по теме и плану, предположенным данной группе.  Учащиеся работают на уроке согласно плану, который им представлен заранее. Самостоятельно   работают   с   учебником,   интернет­ресурсами, дополнительной научно­популярной литературой.  Начинаются их сообщения и обсуждение докладов. От каждой группы выступает один ученик, остальные дополняют.  справочниками, Другие участники групп задают вопросы и подводят общий итог, заостряя внимание на том что: решение   экологических   проблем   жизненно   важно   для   каждого человека; организация охраны окружающей среды требует усилий в масштабе земного шара; сознание у людей должно быть другим, готовым к охране природы,  нацеленным на это. 2. Актуализация знаний.  Какие двигатели называют тепловыми?  Сколько существует типов тепловых двигателей?  Что служит рабочим телом в тепловых двигателях? Вопросы для проверки усвоения пройденного, (они записаны на карточках, вручаемых  каждой группе). 1 группа: ­ ­ ­ 2 группа: ­    Какой принцип положен в основу работы ДВС? ­    Какова формула, по которой можно определить КПД реального теплового двигателя? ­    Может ли КПД современных тепловых двигателей быть 100% и более? 3 группа: ­    По   какой   формуле   рассчитывают  КПД  идеальной  тепловой машины? ­    Что такое паровая машина? Как она устроена и работает? ­    Каков примерно КПД современной паровой ­ турбины? 4 группа: ­    Как работает карбюраторный двигатель внутреннего сгорания? ­    Как действует тепловой двигатель­дизель?  ­    Каковы пути повышения КПД тепловых двигателей?  3. Карточки с заданиями для проверки домашней работы Каков КПД двигателей на сегодняшний день? Рассчитать КПД для дизельных двигателей и карбюраторных.  Решение задач в тетрадях.   1группа – для карбюраторных двигателей 2 группа – для дизельных.      Определите КПД двигателя трактора Т­40, которому для выполнения работы 1,89*107 Дж  потребовалось  1,5 кг  топлива с удельной теплотой сгорания 4,2*107 Дж/кг. Дано:                                  Решение: Ап=1,89*107 Дж           QА з A п A з 10*2,4* Дж Дж  5,1 10*89,1 7 10*3,6 %30%100  QАз * %100   Дж / кг   кг 7 mg 7  10*3,6 7 Дж * m=1,5 кг q=4,2*107 Дж/кг η­?                                    Ответ:  =30%η Тепловая машина за один цикл работы выделила 380 Дж теплоты и произвела 500 Дж работы.  Каков КПД карбюраторного двигателя? Дано:                       Анализ:                                                     Решение: Q1=500 Дж Дж Q2=380 Дж η­?                                                    Ответ:  =24%η  Дж 380 500 Дж QQ  21 %100* Q 1 %24%100 500   *  http://fcior.edu.ru/ Коэффициент полезного действия теплового двигателя    В практический модуль включены 10 интерактивных заданий различных типов с возможностью автоматизированной проверки для закрепления знаний по теме «Коэффициент полезного  действия    » для основной школы.      теплового       двигателя   4. карточки с заданиями для индивидуальной работы. Заполнить схему: Схема воздействия транспорта на окружающую среду Почва   загрязненные Отходы, нефтепродуктами, сажевые частицы, образо­ вавшиеся   при   стирании автошин на дорогах. Воздух Вредные вещества в  отработанных газах,  твердые частицы,  поднимаемые с пылью  колесами автомашин. Вода Стоки с автомоек, стоянок,  гаражей, АЗС, автодорог.  Хлориды, используемые для борьбы с гололедом. Использование ДВС приводит к:   ­ выводу из оборота земель сельскохозяйственного назначения; ­ повышению температуры атмосферы Земли; ­ гибели озонового слоя; ­ ухудшению прозрачности атмосферы; ­ шумовым загрязнениям; ­ разливу нефти в воды мирового океана; ­ выбросам канцерогенов и т.д. 5. Выступления представителей групп ­ 15 мин. Вопросы   для   представления   материала,   над   которыми   учащиеся   работали   предварительно, заранее, подготовив информацию в виде сообщения, презентации и др. Для 1 группы: История создания двигателя внутреннего сгорания, приложение 1. Для 2 группы: Общий принцип действия ДВС, приложение 2. Для группы 3: Двигатель внутреннего сгорания (ДВС), приложение 3. Для группы 4: Схема работы четырехтактного автомобильного двигателя, приложение 4. Для группы 5: Наиболее экономичный тип двигателей ­ четырехтактный  Дизельный двигатель внутреннего сгорания, приложение 5. Для группы 6: Зависимость количества и концентрации вредных веществ в выхлопах от вида ДВС и качества топлива, приложение 6. Для 7 группы: ДВС – загрязнители атмосферы, приложение 7.  Для  8 группы:  Пути преодоления обществом  вредных  последствий  работы  тепловых двигателей для окружающей среды и меры их предупреждения. 6. Подведение итогов работы в группах, оценивание учащихся – 3­5 мин.   Мы   выяснили   экологическую   роль   последствий   работы   тепловых   двигателей   и составили четкие   физические представления об их влиянии на процессы, происходящие на Земле.   Отметили   пути   и   способы   ликвидации   экологических   последствий.   Заслушали выступление о путях решения экологических проблем. С   учетом   полезности   положительных   сторон   действия   ДВС   и   вредности отрицательных, всемерно расширить использование положительных и вести борьбу с отрицательными.  Использовать  новшества,  которые  не  влияют  отрицательно  на экологическую обстановку». 7. Домашнее задание. Заполнить таблицу. Желательно воспользоваться информацией из разных источников, в том числе используя источники Интернета. Сведения о двигателе Паровая или газовая турбина Вид теплового двигателя Двигатель внутреннего Реактивный двигатель сгорания Вид топлива Рабочее тело Нагреватель Холодильник Достоинства Недостатки Применение Перспективы совершенствования Приложение 1. Сообщение №1: История создания двигателя внутреннего сгорания.  На определенном этапе развития техники стало очевидным, что пользоваться теплом огня непосредственно для производства работы лучше, чем затрачивать его на получение пара, а затем использовать тепло пара. Но с самых же первых опытов возникли большие препятствия. Достаточно   упомянуть   разработки   Ж.   Гот­фейля   (1678­1682)   и   X.   Гюйгенса   (1681).   Оба ученых предлагали так называемый атмосферный двигатель, у которого поршень поднимался взрывом пороха вверх и фиксировался. После охлаждения продуктов сгорания под поршнем создавалось   разряжение.   У   двигателя   Гюйгенса   под   действием   атмосферного   давления поршень   опускался,   совершая   полезную   работу.   У   двигателя   Готфейля   разряжение   в подпоршневой   полости   использовалось   для   всасывания   воды,   а   после   того   как   поршень переставали удерживать,  он, опускаясь, вытеснял воду. Реализовать эти  предложения  в то время   не   представлялось   возможным   из­за   низкого   уровня   развития   техники.   Разработки Папена, Севери, Ползунова, Уатта и др. привели к тому, что к концу XVII столетия паровая машина стала универсальным двигателем, и казалось, замены пару нет. Представить   себе   двигатель,   работающий   не   так,   как   паровая   машина,   было   трудно. Возникло представление, что любое рабочее тело должно обладать свойствами пара и попадать в цилиндр в виде однородной массы с одинаковыми температурой и давлением. Таким рабочим телом могли стать продукты сгорания. Решение   задачи   использования   продуктов   сгорания   заключалось   в   поиске соответствующего горючего. Очевидно, таких попыток заменить пар было немало, но история сохранила лишь некоторые из них, да и то в очень неполном объеме. Например, работы братьев Ньепсов. Идея замены дефицитного во Франции угля иным топливом витала в воздухе. Братья занимались   поисками   такого   топлива,   продукты   сгорания   которого   можно   было   бы использовать в качестве рабочего тела, подобного пару. В качестве такового  они применили ликоподий   ­   семена   спорового   растения­плауна.   Этот   чрезвычайно   сухой,   легкий   и легковоспламеняющийся   порошок   использовался   для   эффектных   вспышек   во   время театральных представлений. Считать его конкурентом угля было нельзя, урожаи плауна был очень ограничен. Можно считать, что первая официально зарегистрированная попытка создания ДВС  была сделана почти одновременно с началом работы Ньепсов. В 1794 г. изобретатель Роберт Стрит получил   в   Англии   патент   №1983   на   атмосферный   двигатель,   работающий   на   продуктах сгорания   горючей   жидкости   (терпентин   или   спирт).   Жидкость   наливалась   на   дно   вер­ тикального   цилиндра,   при   нагреве   испарялась,   и   ее   пары   смешивались   с   воздухом.   После воспламенения горючей смеси продукты ее сгорания поднимали поршень и совершали работу. В   1833   г.   Вельмант   Райт   получает   в   Англии   патент   №   6526,   в   котором   оговорено охлаждение цилиндров с помощью водяной рубашки (двигатель двойного действия). В 1838 г. в Англии выдан патент № 7615, согласно которому газ и воздух предварительно сжимают     в   отдельных   цилиндрах,   а   смесь   перед   воспламенением   дожимают   в   рабочем цилиндре.   Воспламенение   должно   было   производиться   в   мертвой   точке   с   помощью раскаленной губчатой пластины или же пламенем через золотник. Были предложения использовать водород (1820 г, англичанин Сесиль). В 1841 г. Дж. Джонстон получил патент № 8841 на двигатель, работающий на смеси водорода с кислородом. На всемирной выставке в Париже в 1867 г. немецкий коммерсант Отто представил новый газовый двигатель, созданный в содружестве с инженером Лангеном. Еще в 1873 г. американец Брайтон пытался использовать керосин. Но керосин плохо испаряется,   и   Брайтон   перешел   на   бензин.   Он   же   изобрел   для   своего   двигателя   первый испарительный   карбюратор.   Важно,   что   горение   у   Брайтона   происходило   при   постоянном давлении. На   всемирной   выставке   в   1893   г.   в   Чикаго   был   удостоен   высшей   награды   образец двигателя  первого русского  завода  керосиновых  и газовых  двигателей,  в котором керосин подтекал к испарителю самотеком и воспламенялся с помощью металлической трубочки. Первый бензиновый двигатель был построен в России в 1884 г. моряком русского флота Костовичем для дирижабля. Импульсом для развития бензиновых двигателей послужило стремление использовать их на   автомобиле.   Решающий   вклад   в   создание   этих   двигателей   приписывают   немецким инженерам Даймлеру и Майбаху. Совершенствование   двигателей   шло   в   тесном   взаимодействии   с   совершенствованием производства. Автором одного из самых крупных изобретений является Рудольф Дизель. По замыслу Дизеля, если воздух сжать до давления не ниже 33­35 атм. и повысить вследствие этого его температуру   до   500­700°С,   то   топливо,   вводимое   туда,   будет   воспламеняться   от соприкосновения с горячим воздухом. Но Дизель предлагал не просто постепенное сгорание, он имел в виду регулируемое сгорание с обеспечением постоянства температуры и давления. В результате многолетней работы был создан новый высококачественный двигатель, носящий его имя. Первый же двигатель с воспламенением впрыскиваемого топлива от сжатия воздуха, по­ строенный   на   заводе   Нобеля,   получил   название   «дизель»,   прочно   закрепившееся   за двигателями такого типа. Конструкция   дизелей   претерпела   существенные   изменения.   В   30­х   годах   XX   в. появляются   мощные   авиационные   ДВС   конструкторов   Микулина   и   Чаромского.   Во   время Великой   Отечественной   войны   применялся   авиационный   дизель   большой   мощности   АЧ­30 конструкции Чаромского. Двигатели   на   легком   топливе   и   дизели   прочно   занимают   позиции   практически единственного вида силовой установки для наземного транспорта и составляют существенную долю   среди   силовых   установок   водного   транспорта.   Конечно,   современные   ДВС   конст­ руктивно   отличаются   от   самых   первых   образцов,   но   принципы   преобразования   теплоты   в работу остались неизменными. http://fcior.edu.ru/ Понятие о тепловых  машинах     тепловых   Понятие о   работы   входят интерактивные анимации «Простейший       двигателей       тепловых    » Помимо иллюстрированных гипертекстовых материалов в него   ».   » и «  Тепловые       двигатель         двигатели       тепловой       машинах Информационный модуль посвящен теме «Принципы Приложение 2. Сообщение №2. Общий принцип действия тепловых двигателей.  В работе двигателей можно выделить следующие общие черты:  В   любом   тепловом   двигателе   происходит   превращение   энергии   топлива     в   механическую энергию. При этом энергия  топлива сначала превращается  во внутреннюю энергию газов или пара, нагретых до высоких температур Для работы теплового двигателя необходимо наличие двух тел с различными температурами. Они называются нагревателем и холодильником. Кроме того, необходимо рабочее тело (газ или пар). В процессе работы теплового двигателя рабочее тело забирает у нагревателя некоторое количество теплоты Q1  и превращает часть его в механическую энергию А, а непревращенную часть теплоты Q2  передает холодильнику. По закону превращения и сохранения энергии Q1 = Q2+ А холодильником   является   атмосфера   или   специальные   устройства   для   охлаждения   и конденсации   отработанного   пара­   конденсаторы.   Таким   образом,   тепловой   двигатель совершает работу за счет рабочего тела.  Работа теплового двигателя циклична. Каждый цикл  состоит из различных процессов:  1 . получения энергии  от нагревателя ­ Q1 ; 2. рабочего хода – А (расширения рабочего тела и превращение части полученной энергии в механическую); 3. передача неиспользованной части энергии холодильнику­ Q2 Наличие нагревателя, рабочего и холодильника – принципиально необходимое условие для непрерывной работы циклической работы любого теплового двигателя. http://school­collection.edu.ru/ Компьютерная   программа   иллюстрирует   принцип   действия   тепловых   двигателей. Демонстрируются   процессы,   происходящие   во   время   различных   циклов   работы   двигателя, вводится понятие «Коэффициент полезного действия» тепловой машины. Общее свойство всех круговых процессов состоит в том, что их невозможно провести, приводя рабочее тело в тепловой контакт только с одним тепловым резервуаром. Их нужно, по крайней мере, два. Тепловой резервуар с более высокой температурой называют нагревателем, а с более низкой – холодильником. Совершая круговой процесс, рабочее тело получает от нагревателя   некоторое   количество   теплоты Q1 > 0   и   отдает   холодильнику   количество теплоты Q2 < 0.   Полное   количество   теплоты Q,   полученное   рабочим   телом   за   цикл, равно Q = Q1 + Q2 = Q1 – |Q2|. При   обходе   цикла   рабочее   тело   возвращается   в   первоначальное   состояние, следовательно,   изменение   его   внутренней   энергии   равно   нулю   (ΔU = 0).   Согласно   первому закону термодинамики, ΔU = Q – A = 0. Отсюда следует: A = Q = Q1 – |Q2|. Работа A, совершаемая рабочим телом за цикл, равна полученному за цикл количеству теплоты Q.   Отношение   работы A к   количеству   теплоты Q1,   полученному   рабочим   телом   за цикл от нагревателя, называется коэффициентом полезного действия   η тепловой машины: Коэффициент полезного действия указывает, какая часть тепловой энергии, полученной рабочим   телом   от   «горячего»   теплового   резервуара,   превратилась   в   полезную   работу. Остальная часть (1 –  )  η была «бесполезно» передана холодильнику. Коэффициент полезного действия тепловой машины всегда меньше единицы (η < 1). Приложение 3.  Сообщение №3. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС).  Так   он   называется   потому,   что   жидкое   топливо   (бензин,   керосин,   дизельное   топливо)   или горючий   газ   сгорает   прямо   в   цилиндре,   внутри   самого   двигателя.   На   рисунке   показан схематический разрез простейшего двигателя внутреннего сгорания. Вдоль стенок цилиндра совершает возвратно­поступательные движения поршень (3), который с помощью шатуна и кривошипа (4) соединен с коленчатым валом (5). На валу укреплен тяжелый маховик (6), который уменьшает неравномерность вращения вала. В верхней части цилиндра — камере сгорания — имеются два клапана. С помощью распределительного устройства клапаны в нужные моменты открываются и закрываются. Клапан  1  является  впускным.  Через него в цилиндр всасывается горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи (7). Клапан 2 является  выпускным,  так   как   он   соединен   с   атмосферой   и   через   него   выпускаются отработанные газы. В двигателе внутреннего сгорания чаще всего используется горючая смесь, состоящая из паров бензина и воздуха. При периодическом сгорании горючей смеси образуются газы, температура которых примерно равна 1600—1800°С. Эти газы оказывают большое давление (1—10 МПа) на поршень, приводя его в движение. Опускаясь вниз, поршень с помощью шатуна и кривошипа приводит во вращение коленчатый вал, совершая при этом механическую работу. Газы,   расширяясь,   охлаждаются,   так   как   часть   их   внутренней   энергии   превращается   в механическую   энергию.   Такие   двигатели   внутреннего   сгорания,   имея   ряд   достоинств, например, малые размеры и массу, нашли широкое применение на транспорте. Их используют в автомобилях, тракторах, тепловозах, в авиации, в водном транспорте. http://fcior.edu.ru/ Двигатель внутреннего сгорания Двигатель     внутреннего         сгорания       Информационный модуль посвящен теме "Применение двигателей" средней школы. Помимо иллюстрированных гипертекстовых материалов тепловых   в него входит интерактивная трехмерная модель "Двигатель   «Физикон» Физикон http://www.physicon.ru Россия г     внутреннего       сгорания" ООО  Приложение 4.  Сообщение №4. Схема работы четырехтактного автомобильного двигателя.  Для этого используем схематический разрез отдельного простейшего двигателя внутреннего сгорания. Расстояние между крайними положениями поршня в цилиндре называют  ходом поршня  или тактом двигателя. В результате одного хода поршня совершается пол­оборота коленчатого вала. Один рабочий цикл в двигателе происходит за четыре хода поршня или четыре такта. Поэтому такие двигатели называют четырехтактными. В начале первого такта поршень движется вниз из крайнего верхнего положения. Вследствие того, что объем над поршнем увеличивается, в цилиндре создается разрежение. В это время открывается впускной клапан 1 и в цилиндр всасывается горючая смесь. К концу первого такта цилиндр заполняется горючей смесью, клапан 1 закрывается.  Этот такт называется впуском, или всасыванием. Далее   поршень   начинает   двигаться   вверх,   сжимая   горючую   смесь.  Поэтому   второй   такт называется  сжатием.  В   конце   этого   такта   при   крайнем   верхнем   положении   поршня   в запальной свече проскакивает искра, благодаря которой сжатая горючая смесь воспламеняется и быстро сгорает. В следующем такте образующиеся при сгорании газы, имея высокую температуру и давление, давят на поршень с большой силой и толкают его вниз.  При своем движении под действием расширяющихся   нагретых   газов   поршень   с   помощью   шатуна   и   кривошипа   приводит   во вращение коленчатый вал с маховиком. В этом такте двигатель совершает полезную работу, поэтому третий такт называют рабочим ходом. Получив   сильный   толчок,   тяжелый   маховик   затем   продолжает   вращаться   по   инерции   и перемещает соединенный с ним поршень при последующих тактах. Второй и третий такты происходят   при   закрытых   клапанах.   Таким   образом,   третий   такт   является   единственным рабочим тактом из четырех. В конце третьего такта, когда поршень приходит в крайнее нижнее положение, открывается выпускной клапан  2.  Начинается четвертый такт ­  выхлоп.  Поршень движется вверх и через клапан  2  выталкивает из цилиндра отработавшие продукты сгорания в атмосферу.  В конце четвертого   такта   клапан  2  закрывается.   После   этого   снова   начинается   первый   такт   — всасывание и т.д. Таким   образом,   один   полный   цикл   двигателя   состоит   из   следующих   четырех   процессов (тактов): впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска. За весь полный цикл совершается лишь один рабочий   такт,   остальные   три   являются   вспомогательными.   Чтобы   двигатель   мог   работать непрерывно, необходимо его вал раскрутить и для этого служит специальный электрический двигатель — стартер. В автомобилях чаще всего используют четырехцилиндровые двигатели внутреннего сгорания. Работа цилиндров происходит таким образом, что в каждом из них поочередно совершается рабочий ход. Поэтому коленчатый вал все время получает энергию от одного из поршней. В практике используют и многоцилиндровые двигатели. Они в лучшей степени обеспечивают равномерность вращения вала и имеют большую мощность. http://school­collection.edu.ru/     внутреннего   Двигатель   Демонстрация со звуковым сопровождением принципа работы 4­х тактного  двигателя       сгорания     внутреннего       сгорания   Приложение 5.  Сообщение №5. Наиболее экономичный тип двигателей ­ четырехтактный  Дизельный двигатель внутреннего сгорания. Он работает на дешевых сортах жидкого топлива (керосин, дизельное   топливо)   и   лишен   большинства   указанных   для   обычных   бензиновых   двигателей недостатков. Особенность его работы состоит в том, что в рабочий цилиндр в течение первого такта засасывается не горючая смесь, а атмосферный воздух. Во время второго такта при обратном движении поршня вверх воздух в цилиндре быстро сжимается (адиабатный процесс). Это   ведет   к   повышению   его   температуры   в   конце   такта   до   700—1000°С.   В   сжатый   и раскаленный воздух с помощью форсунки впрыскивают распыленное дизельное топливо. За счет высокой температуры сжатого воздуха оно воспламеняется и горит значительно дольше бензина. Запальная свеча в дизельном двигателе отсутствует. Далее происходят рабочий ход и выхлоп, такие же, как у бензиновых ДВС. Что и приводит к загрязнению атмосферы. Приложение 6. Сообщение №6. Зависимость количества и концентрации вредных веществ в выхлопах от вида ДВС и качества топлива.  Выброс   газа   в   атмосферу   зависит   от   видов   топлива.   Сейчас   во   всем   мире   идет интенсивный   поиск   видов   топлива   для   ДВС,   полученных   не   на   основе   нефти.   Одна   из технических находок ­ этиловый спирт, продукты его сгорания в меньшей мере загрязняют окружающую среду. Двигатели, работающие на спирте, успешно применяются в Бразилии на автомобилях.  Человек долго использовал двигатель внутреннего сгорания, не зная о его отрицательном воздействии на человека, животных, растения. Лишь в последнее время это отрицательное воздействие   заметили   и   начали   с   ним   бороться.   Основными   загрязнителями   атмосферы являются машины, особенно грузовики.  Количество и концентрация вредных веществ в выхлопах зависят от вида ДВС и качества топлива.   В   основном   это   такие   вещества,   как   углекислый   газ,   угарный   газ,   оксиды   азота, гексен, пентен, кадмий, серный ангидрид, сернистый ангидрид, свинец, хлор и некоторые его соединения.   Эти   вещества   отрицательно   воздействуют   на   человека,   животных,   растения   и вызывают глобальные изменения в биосфере. Теперь конкретно рассмотрим их воздействие. Углекислый газ, угарный газ, оксиды серы, оксиды   азота   являются   «парниковыми»   газами,   то   есть   вызывают   парниковый   эффект, выражающийся в повышении температуры у поверхности Земли. Его механизм заключается в образовании особого слоя в атмосфере, который отражает тепловые лучи, идущие от Земли, не давая им уходить в космическое пространство. Это может привести к таянию льда в полярных областях   и,   как   следствие,   к   повышению   уровня   Мирового   океана.   Но   надо   сказать,   что тепловой эффект почти компенсируется ледниковым эффектом. Последний вызывается слоем пылевых частиц, которые отражают тепловые лучи, идущие от Солнца, обратно в космос. В год образуется 2,4­10 тонн СО, 7 млн. тонн С02. Угарный газ токсичен, образует с гемоглобином   крови   прочное   соединение   ­   карбоксигемоглобин,   что   препятствует поступлению достаточного количества 02 в мозг и, как следствие, увеличивает число психиче­ ских   заболеваний.   S02,   NO   являются   мутагенами,   тератогеиами,   образуют   с   туманом   или дождем смог и кислотные дожди. Оксиды серы с водой образуют серную кислоту, а оксид азота   образует   азотную   и   азотистую   кислоты.   У   человека   они   вызывают   поражения   кожи, обструктивный   рахит,   отёк   лёгких.   У   животных   также   наблюдаются   нарушения жизнедеятельности   и   даже   гибель.   У   растений   в   первую   очередь   поражаются   листья,   а   в дальнейшем гибнет все растение. Так, в Скандинавии наблюдается массовая гибель лесов по этой причине. Также эти дожди вызывают коррозию металлов и разрушение зданий. Кроме того, оксиды азота способствуют разрушению озонового слоя. Кадмий отрицательно воздействует на костную и половую системы, кору надпочечников, зубы, нарушает углеродный обмен. При большой концентрации он вызывает болезнь «итай­ итай». Свинец   является   тератогеном,   вызывает   у   грудных   детей   нарушение   ЦНС,   костной системы,   слуха,   зрения   ­   и   в   дальнейшем   смерть.   У   взрослых   он   вызывает   нарушение кровеносной системы, импотенцию. Приложение 7. Сообщение №7. ДВС – загрязнители атмосферы.  Анализ негативного воздействия ДВС на окружающую среду. Рассмотрим частный случай ­ автомобиль. Да, человек не мыслит сейчас своего существования без автотранспорта, но если посмотреть на это удобство с другой точки   зрения,   то   количество   выбрасываемых   автомобилем   продуктов   сгорания   заставляет ужаснуться. Один   легковой   автомобиль   ежегодно   поглощает   из   атмосферы   больше   4   тонн   О2, выбрасывает  с   выхлопными   газами   около   800   кг   СО,   40   кг   оксидов   азота,   200   кг   различных углеводородов. Автомобильные выхлопные газы ­ смесь примерно 200 веществ.  В   них   содержатся   углеводороды   ­   не   сгоревшие   или   не   полностью   сгоревшие компоненты   топлива,   среди   которых   большое   место   занимают   непредельные   углеводороды этиленового ряда, особенно гексен и пентен. Их доля возрастает в 10 раз, когда двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости, то есть во время заторов или у красного сигнала светофора. СО2  и большинство других выбросов тяжелее воздуха, поэтому они скапливаются у поверхности земли. Оксид углерода (I) соединяется с гемоглобином крови и мешает ему нести кислород в ткани организма. Оксиды   азота   играют   большую   роль   в   образовании   продуктов   превращения углеводородов в атмосферном воздухе. Из­за   неполного   сгорания   топлива   в   двигателе   автомашины   часть   углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. В   1   л   бензина   может   содержаться   1   г   тетраэтилсвинца,   который   разрушается   и выбрасывается в атмосферу в виде соединений свинца. Свинец   ­   один   из   основных   загрязнителей   внешней   среды,   его   поставляют   главным образом   современные   двигатели   с   высокой   степенью   сжатия,   выпускаемые   автомобильной промышленностью. Автомобильный транспорт на сегодняшний день является одним из самых крупнейших загрязнителей окружающей среды. Его доля в общем объеме выбросов в атмосферу составляет 40­50 %. А в крупных городах и того выше 80­90%. Я настаиваю , что главной причиной загрязнения воздуха являются ДВС. Ежегодно парк автомобилей в нашей области  пополняется на 15 тысяч единиц. Заводы,   которые   работают   по   выпуску   ДВС   не   стоят   на   месте.   Для   придания экологической чистоты ДВС разрабатываются специальные нейтрализаторы вредных веществ, выделяемых при сгорания топлива.  Каждый из нас ощущал на себе губительное действие газов, которые выбрасываются в атмосферу.   А   шум,   который   создается   автотранспортом   и   составляет   80%   технических шумов? Кто создает шум? Заполнить схему воздействия транспорта на окружающую среду.    Приложение 8. Сообщение   №8.   Пути   преодоления   обществом   вредных   последствий   работы тепловых   двигателей   для   окружающей   среды   и   меры   их   предупреждения.   От   ДВС человечеству нельзя отказываться, значит надо искать пути выхода из сложившейся ситуации: ­   Озеленение   городов,   населенных   пунктов.   Преумножать   зеленый   покров   Земли. Растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Бережно относиться к зеленым насаждениям. ­   Уничтожение   пустырей,   что   способствует   уменьшению   выветривания   почв,   а следовательно, содержание пыли в воздухе уменьшается. ­ Проводить техосмотр автомобилей 2 раза в год, так как состояние двигателя зависит количество вредных веществ. ­   Предлагать   автовладельцам   нейтрализаторы,   катализаторы   усовершенствование двигателей.   устанавливать   на   своей   технике   резонаторы,   для   уменьшения   выхлопных   газов.   Техническое ­   В   интересах   защиты   окружающей   среды   целесообразен   переход   автотранспорта   на электротягу. ­   Искать   новое   экологически   чистое   топливо,   которое   сгорало   бы   полностью. Использование экологически чистых источников энергии. ­ Ужесточить санкции по отношению к нарушителям. ­Создание объездных дорог, создание «зеленых» дорог. ­Ужесточить экологические требования к автотранспорту.  Разработан регламент, устанавливающий требования к выбросам автомобилей. Требования к выхлопам:  ЕВРО­2 содержание окиси углерода СО­ 4г/кВт­ч, а углеводородов СН­ 1г/кВт­ч    ЕВРО­3 содержание окиси углерода СО­ 2.1г/кВт­ч, а углеводородов СН­ 0.6г/кВт­ч    ЕВРО­4 содержание окиси углерода СО­ 1.5г/кВт­ч, а углеводородов СН­ 0.4г/кВт­ч http://window.edu.ru/ Эффективность тепловых двигателей.  Использованная на уроке литература: 1.   Мякишев   Г.Я.,   Буховцев   Б.Б.   Сотский   Н.Н.   Физика:   Учебник   для   10   класса общеобразовательных учреждений. Просвещение 2010.  2.Енохович А.С. Справочник по физике и технике: Учебное пособие для учащихся ­ М.: Просвещение, 1993. Таблица 166­177. 4.   Инновационный   учебно­методический   комплекс   «Физика.   7–9   классы»: Методические рекомендации для учителя. 8 класс / В.Г. Кадышевский, Ю.А. Панебратцев, И.Д. Ванков, М.И. Димитрова, И.А. Ломаченков, В.В. Белага. – М., 2008.  5. http://school­collection.edu.ru/ 6. http://window.edu.ru/ 7. http://fcior.edu.ru/