Урок-конференция: "Тепловые двигатели и их влияние на окружающую среду"

Московская область

Луховицкий район с. Ловцы

МКОУ Ловецкая средняя общеобразовательная школа

Учитель физики – Козырева Лариса Леонидовна

Урок-конференция:

Тепловые двигатели и их влияние на окружающую среду

Цель: Рассмотреть конкретные тепловые двигатели, их роль в современной жизни, об охране окружающей среды при эксплуатации двигателей.

Задачи:

Образовательные: рассмотреть конкретные тепловые двигатели, познакомить учащихся с принципом их работы и применении знаний для охраны окружающей среды.

Развивающие: развитие творческой самостоятельности и аналитического мышления при применении материала; развитие интереса к физике – как науке; развитие потребности в  получении знаний.

Воспитательные: воспитывать любовь к технике, экономическое и экологическое воспитание.

Оборудование: ПК, ИД, проектор, принтер, макеты ДВС,

                                 таблица, заполненная на ИД,

План урока-конференции:

Методические пояснения к ходу урока

1.     Вступительное слово преподавателя.

         Использовать внутреннюю энергию - это значит совершить за счет нее полезную работу, то есть превращать внутреннюю энергию в механическую.

(Презентация  №1, слайд 1-3. см.Презентация 1 )

 Проведем опыт: в пробирку наливаю немного воды и довожу ее до кипения (причем пробирка изначально закрыта пробкой) пробка под давлением образовавшегося пара поднимается вверх и выскакивает.

Вопрос. Почему?

(Ответ. Энергия   топлива переходит во внутреннюю энергию пара, а пар, расширяясь, совершает работу, выбивая пробку. Так внутренняя энергия пара превращается в кинетическую энергию пробки)

         Если пробирку заменить прочным металлическим цилиндром, а пробку поршнем, который плотно прилегает к стенкам цилиндра и способен свободно перемещаться вдоль них, то получится простейший тепловой двигатель

Вопрос. Какие машины мы можем назвать тепловыми двигателями?

(Ответ. Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию)

3.  История тепловых машин уходит в далекое прошлое. Еще две с лишним тысячи лет назад, в III веке до нашей эры, великий греческий механик и математик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара. Рисунок пушки Архимеда и ее описание были найдены спустя 18 столетий в рукописях великого итальянского ученого, инженера и художника Леонардо да Винчи

В Александрии - культурном и богатом городе на африканском побережье Средиземного моря - жил и работал выдающийся ученый Герон, которого историки называют Героном Александрийским. Герон оставил несколько сочинений, дошедших до нас, в которых он описал различные машины, приборы, механизмы, известные в те времена

В то время изобретение Герона не нашло применения и осталось только забавой.

Вопрос. Что собой представляет обобщенная схема теплового двигателя?

(слайд № 4.см. Презентация 1,)

Рассмотрим план конференции.

(Презентация 1, слайд № 5).

4. а). Тема доклада. Принцип действия паровой турбины.

Выступление учащихся. (Презентация 2, переход по гиперссылке в презентации№1 )

б). Тема доклада. Принцип действия карбюраторного двигателя внутреннего сгорания.

Выступление учащихся.  (Презентация3, переход по гиперссылке в презентации№1 )

в). Тема доклада. Принцип действия дизельного двигателя внутреннего сгорания

Выступление учащихся. (Презентация 4, переход по гиперссылке в презентации№1 )

г). Тема доклада. Принцип действия реактивного двигателя.

Выступление учащихся.  (Презентация5, переход по гиперссылке в презентации№1 )

д). Викторина «Применение  тепловых двигателей в хозяйственной деятельности

(Презентация 6 , переход по гиперссылке в презентации№1 )

е). Тема доклада. Экологические проблемы, связанные с использованием тепловых двигателей.

Выступление учащихся. (Презентация 7, переход по гиперссылке в презентации№1 )

5.  Вопросы к обсуждению: (Презентация 1, слайд № 6)

1.Назовите достоинства и недостатки работы карбюраторного ДВС.

(ответы: достоинства - компактность, малая масса;
недостатки- 1)  требует топлива высокого качества;)

2. Каков КПД карбюраторного ДВС (ответ: КПД-20-30%);

3. Назовите преимущества и недостатки дизельного ДВС

(ответ: преимущества – 1) дешевые “тяжелые” сорта топлива;
2) не нужна особая система зажигания;

недостатки - большой вес)

4. Назовите КПД дизельного двигателя (ответ: КПД - 38%).

5. Назовите пути предотвращения “экологической катастрофы”

(ответы:1)разработка методов очистки топлива;

2) очистка выхлопных газов от оксида серы;

3) замена теплового двигателя электрическим;

4) использование экологически чистого топлива(водород).

6. Подведение итогов урока

 Проверяем заполнение таблицы в течение урока и сами ее оцениваем.

(Презентация 1, слайд № 7)

7. Оценивание докладов.

Оценивание устных ответов.

Домашнее задание.

8. Просмотр отрывка из фильма «Физика».

Приложение 7

Тепловые двигатели и их влияние на окружающую среду

СЛ3   Д. В. С. Основная причина загрязнения воздуха в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% « летит на ветер». К тому же камера сгорания автомобильного двигателя- это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий в атмосферу. Даже невинный азот из атмосферы, попадая в камеру сгорания, превращается в ядерные окислы азота.

      В отработавших газах двигателя внутреннего сгорания содержатся свыше 170 вредных компонентов, из них около 160-производные углеводороды, прямо обязанные своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе.

В атмосферу выбрасывается помимо азота, кислорода, углекислого газа и воды, углеводороды, окислы азота и серы, твердые частицы.

      В состав твердых выбросов, наиболее изученными являются соединение свинца. Свинец оказывает вредное действие на человека и животных. До 50% дневного поступления свинца в атмосферу приходится на воздух, в котором значительную долю составляют отравляющие газы автомобилей.

  СЛ.4   Дизель. Всемирная дизелизация- важное магистральное направление автомобилестроения. Возрастающий интерес  к дизельному двигателю для автотранспорта связан же только с эксплуатацией автомобилей, но и уменьшением загрязнения окружающей среды.

 В топливе для дизельных двигателей нет свинцовых присадок, а выброс таких вредных веществ, как окись углерода, на 50-90% ниже.

      Дизель экономичнее карбюраторного двигателя на  20-30% . Более того, для производства дизельного топлива требуется в 2,5 раза меньше энергии, чем для производства бензина. Получается как бы двойная экономия энергоресурсов.

     СЛ.5     Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связаны с действием разных тепловых факторов.

            Во-первых, при сжигании топлива используется, кислород из атмосферного воздуха потому содержание кислорода в воздухе постепенно, уменьшается.

         Во-вторых, сжигание топливо сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа. За последние 20 лет содержание углекислого газа в атмосфере Земли увеличилось приблизительно на 5%. Молекулы оксида углерода способны поглощать инфракрасное излучение, потому увеличение содержания углекислого газа в атмосфере изменит ее прозрачность. Дальнейшее повышение углекислого газа может привести к повышению температуры на Земле.

        В-третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека.

       СЛ.6  Согласно законам термодинамики производства электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты. Это не может приводить к постоянному повышению средней температуре на Земле. Сейчас потребляемая мощность составляет около 10¹⁰кВт. Когда эта мощность достигает 3*10¹²кВт, то средняя температура повышается заметным образом (» на 1 градус).      

Дальнейшее повышение температуры может создать угрозу таянья ледников и катастрофического повышения уровня мирового океана.

СЛ.7   Поступление углеводородов в атмосферный воздух происходит не только при работе автомобилей, но и при разлитии бензина.

        Каждый автомобилист знает:  вылить весь бензин из шланга в бак практически невозможно, какая-то часть его из ствола «пистолета» обязательно выплеснется на землю. Но немного. Но сколько у нас автомобилей?

Ведь только в Далматовском  районе более 16000 автомобилей. 300 грамм бензина пролитого при заправке автомобиля, загрязняет 200 тыс. см² воздуха. Тогда, подсчитав, мы увидим: Пусть каждый автомобиль проливает хотя бы 100гр.

      100.* на 16 000. = 1600 000. гр.или 16 000кг или другими словами 16 тонн пролитого бензина загрязняет воздух, и это только в нашем районе. А по области? А по России ?А сколько на  всей Земле? Очень много. И с каждым годом число автомобилей растет, а значит, будет увеличиваться вредные испарения в атмосфере.

СЛ.8  Для того, что бы воздух был чище, нужно садить деревья по обочинам дорог, на местах вырубки леса, в парках, возле школ, зданий. Ведь деревья поглощают углекислый газ, а выделяет кислород. Чем больше будет деревьев, тем будет чище воздух. Хорошо поглощают углекислый газ: тополь, береза, ель. 

     Самый простой путь решения проблемы – создать заправочные автоматы новой конструкции, не позволяющие пролить на землю даже одной капли бензина и искать более экологически чистое топливо.

Скачано с www.znanio.ru