ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Урок физики по теме Тепловые двигатели. Тепловые двигатели физика


Доклад - Тепловые двигатели 2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН КАЗАХСТАНСКО-АМЕРИКАНСКИЙ СВОБОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КОЛЛЕДЖ

на тему: Тепловые двигатели

Проверила:

Максименко Т. П.

Выполнила:

учащаяся группы 09 ОГХ — 1

Шушаникова Ю. Ю.

г. Усть-Каменогорск

2009 г.

План

1. История тепловых двигателей

2. Виды тепловых двигателей

а) паровая машина

б) двигатель внутреннего сгорания

в) паровая и газовая турбины

г) реактивный двигатель

3. Экологические проблемы, связанные с тепловыми двигателями

4. Пути решения экологических проблем

История тепловых двигателей

История тепловых машин уходит в далекое прошлое. Говорят, 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.

Примерно тремя столетиями позже 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 сочинениях Герона есть описание интересного прибора, который сейчас называют Героновым шаром. Он представляет собой полый железный шар, закрепленный так, что может вращаться вокруг горизонтальной оси. Геронов шар — это прообраз современных реактивных двигателей.

В то время изобретение Герона не нашло применения и осталось только забавой. Прошло 15 столетий. Во времена нового расцвета науки и техники, наступившего после периода средневековья, об использовании внутренней энергии пара задумывается Леонардо да Винчи. В его рукописях есть несколько рисунков с изображением цилиндра и поршня. Под поршнем в цилиндре находится вода, а сам цилиндр подогревается. Леонардо да Винчи предполагал, что образовавшийся в результате нагрева воды пар, расширяясь и увеличиваясь в объеме, будет искать выход, и толкать поршень вверх. Во время своего движения вверх поршень мог бы совершать полезную работу.

Несколько иначе представлял себе двигатель, использующий энергию пара, Джованни Бранка, живший на век раньше великого Леонардо. Это было колесо с лопатками, в второе с силой ударяла струя пара, благодаря чему колесо начинало вращаться. По существу, это была первая паровая турбина.

В XVII-XVIII веках над изобретением паровой машины трудились англичане Томас Севери (1650-1715) и Томас Ньюкомен (1663-1729), француз Дени Папен (1647-1714), русский ученый Иван Иванович Ползунов (1728-1766) и другие.

Папен построил цилиндр, в котором вверх и вниз свободно перемещался поршень. Поршень был связан тросом, перекинутым через блок, с грузом, который вслед за поршнем также поднимался и опускался. По мысли Папена, поршень можно было связать с какой-либо машиной, например водяным насосом, который стал бы качать воду. В нижнюю откидывающуюся часть цилиндра насыпали поpox, который затем поджигали. Образовавшиеся газы, стремясь расшириться, толкали поршень вверх. После того цилиндр и поршень с наружной стороны обливали диодной водой. Газы в цилиндре охлаждались, и их давление на поршень уменьшалось. Поршень под действием собственного веса и наружного атмосферного давления опускался вниз, поднимая при этом груз. Двигатель совершал полезную работу. Для практических целей он ни годился: слишком уж сложен был технологический цикл его работы. Кроме того, применение подобного двигателя было далеко не безопасным.

Однако нельзя не усмотреть в первой машине Палена черты современного двигателя внутреннего сгорания.

В своем новом двигателе Папен вместо пороха использовал воду. Этот двигатель работал лучше, чем пороховой, но для серьезного практического использования был также малопригоден.

Недостатки были связаны с тем, что приготовление пара, необходимого для работы двигателя, происходило в самом цилиндре. А что если в цилиндр впускать уже готовый пар, полученный, например, в отдельном котле? Тогда достаточно было бы попеременно впускать в цилиндр то пар, то охлажденную воду, и двигатель работал бы с большей скоростью и меньшим потреблением топлива.

Об этом догадался современник Дени Палена англичанин Томас Севери, построивший паровой насос для откачки воды из шахты. В его машине приготовление пара происходило вне цилиндра — в котле.

Вслед за Севери паровую машину (также приспособленную для откачивания воды из шахты) сконструировал английский кузнец Томас Ньюкомен. Он умело использовал многое из того, что было придумано до него. Ньюкомен взял цилиндр с поршнем Папена, но пар для подъема поршня получал, как и Севери, в отдельном котле.

Машина Ньюкомена, как и все ее предшественницы, работала прерывисто — между двумя рабочими ходами поршня была пауза. Высотой она была с четырех- пятиэтажный дом и, следовательно, исключительно: пятьдесят лошадей еле-еле успевали подвозить ей топливо. Обслуживающий персонал состоял из двух человек: кочегар непрерывно подбрасывал уголь в топки, а механик управлял кранами, впускающими пар и холодную воду в цилиндр.

Понадобилось еще 50 лет, прежде чем был построен универсальный паровой двигатель. Это произошло в России, на одной из отдаленных ее окраин — Алтае, где в то время работал гениальный русский изобретатель, солдатский сын Иван Ползунов.

Ползунов построил его на одном из Барнаульских заводов. В апреле 1763 года Ползунов заканчивает расчеты и подает проект на рассмотрение. В отличие от паровых насосов Севери и Ньюкомена, о которых Ползунов знал, и недостатки которых ясно осознавал, это был проект универсальной машины непрерывного действия. Машина предназначалась для воздуходувных мехов, нагнетающих воздух в плавильные печи. Главной ее особенностью было то, что рабочий вал качался непрерывно, без холостых пауз. Это достигалось тем, что Ползунов предусмотрел вместо одного Цилиндра, как это было в машине Ньюкомена, два попеременно работающих. Пока в одном цилиндре поршень под действием пара поднимался вверх, в другом пар конденсировался, и поршень шел вниз. Оба поршня были связаны одним рабочим валом, который они поочередно поворачивали то в одну, то в другую стороны. Рабочий ход машины осуществлялся не за счет атмосферного давления, как у Ньюкомена, а благодаря работе пара в цилиндрах.

Весной 1766-года ученики Ползунова, спустя неделю после его смерти, испытали машину. Она работала в течение 43 суток и приводила в движение мехи трех плавильных печей. Потом котел дал течь; кожа, которой были обтянуты поршни (чтобы уменьшить зазор между стенкой цилиндра и поршнем), истерлась, и машина остановилась навсегда. Больше ею никто не занимался.

Создателем другого универсального парового двигателя, который получил широкое распространение, стал английский механик Джеймс Уатт (1736-1819). Работая над усовершенствованием машины Ньюкомена, он в 1784 году построил двигатель, который годился для любых нужд. Изобретение Уатта было принято на ура. В наиболее развитых странах Европы ручной труд на фабриках и заводах все больше и больше заменялся работой машин. Универсальный двигатель стал необходим производству, и он был создан. В двигателе Уатта применен так называемый кривошипно-шатунный механизм, преобразовывающий возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение колеса.

Уже потом было придумано машины: направляя поочередно пар то под поршень, то сверху поршня, Уатт превратил оба его хода (вверх и вниз) в рабочие. Машина стала мощнее. Пар в верхнюю и нижнюю части цилиндра направлялся специальным парораспределительным механизмом, который впоследствии был усовершенствован и назван .

Затем Уатт пришел к выводу, что вовсе не обязательно все время, пока поршень движется, подавать в цилиндр пар. Достаточно впустить в цилиндр какую-то порцию пара и сообщить поршню движение, а дальше этот пар начнет расширяться и перемещать поршень в крайнее положение. Это сделало машину экономичней: меньше требовалось пара, меньше расходовалось топлива.

Сегодня один из самых распространенных тепловых двигателей — двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Его устанавливают на автомобили, корабли, тракторы, моторные лодки и т.д., во всем мире насчитываются сотни миллионов таких двигателей.

Виды тепловых двигателей

К тепловым двигателям относятся: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Их топливом является твёрдое и жидкое топливо, солнечная и атомная энергии.

Паровая машина — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию нагретого пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу. Для привода паровой машины необходим паровой котёл. Расширяющийся пар давит на поршень или на лопатки паровой турбины, движение которых передаётся другим механическим частям. Одно из преимуществ двигателей внешнего сгорания в том, что из-за отделения котла от паровой машины они могут использовать практически любой вид топлива — от дров до урана. Основным преимуществом паровых машин является то, что они могут использовать практически любые источники тепла для преобразования его в механическую работу. Это отличает их от двигателей внутреннего сгорания, каждый тип которых требует использования определённого вида топлива. Наиболее заметно это преимущество при использовании ядерной энергии, поскольку ядерный реактор не в состоянии генерировать механическую энергию, а производит только тепло, которое используется для выработки пара, приводящего в движение паровые машины (обычно паровые турбины). Кроме того, есть и другие источники тепла, которые не могут быть использованы в двигателях внутреннего сгорания, например, солнечная энергия. Интересным направлением является использование энергии разности температур Мирового Океана на разных глубинах. Подобными свойствами также обладают другие типы двигателей внешнего сгорания, такие как двигатель Стирлинга, которые могут обеспечить весьма высокую эффективность, но имеют существенно большие вес и размеры, чем современные типы паровых двигателей.

Двигатель внутреннего сгорания (сокращённо ДВС) — это тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу. Несмотря на то, что ДВС являются относительно несовершенным типом тепловых машин (сильный шум, токсичные выбросы, меньший ресурс), благодаря своей автономности (необходимое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические аккумуляторы) ДВС очень широко распространены, например на транспорте.

Газовая турбина (фр. turbine от лат. turbo вихрь, вращение ) — это тепловой двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу. Состоит из компрессора, соединённого напрямую с турбиной, и камерой сгорания между ними. (Термин Газовая турбина может также относится к самому элементу турбина.)Сжатый атмосферный воздух из компрессора поступает в камеру сгорания, где смешивается с топливом и происходит возгорание смеси. В результате сгорания возрастает температура, скорость и объём потока газа. Далее энергия горячего газа преобразуется в работу. При входе в сопловую часть турбины горячие газы расширяются, и их тепловая энергия преобразуется в кинетическую. Затем, в роторной части турбины, кинетическая энергия газов заставляет вращаться ротор турбины. Часть мощности турбины расходуется на работу компрессора, а оставшаяся часть является полезной выходной мощностью. Газотурбинный двигатель приводит во вращение находящийся с ним на одном валу высокоскоростной генератор. Работа, потребляемая этим агрегатом, является полезной работой ГТД. Энергия турбины используется в самолётах, поездах, кораблях и танках.

Преимущества газотурбинных двигателей

· Очень высокое отношение мощности к весу, по сравнению с поршневым двигателем;

· Высокий КПД на максимальных оборотах, чем у поршневых двигателей.

· Перемещение только в одном направлении, с намного меньшей вибрацией, чем у поршневого двигателя.

· Меньшее количество движущихся частей, чем у поршневого двигателя.

· Низкие эксплуатационные нагрузки.

· Высокая скорость вращения.

· Низкая стоимость и потребление смазочного масла.

Недостатки газотурбинных двигателей

· Стоимость намного больше, чем у аналогичных по размерам поршневых двигателей, поскольку материалы должны быть более крепкие и жаропрочные.

· Машинные операции также более сложные;

· Как правило, имеют меньший КПД, чем поршневые двигатели, на холостом ходу.

· Задержка отклика на изменения настроек мощности.

Эти недостатки объясняют, почему дорожные транспортные средства, которые меньше, дешевле и требуют менее регулярного обслуживания, чем танки, вертолеты, крупные катера и так далее, не используют газотурбинные двигатели, несмотря на неоспоримые преимущества в размере и мощности.

Паровая турбина представляет собой серию вращающихся дисков, закрепленных на единой оси, называемых ротором турбины, и серию чередующихся с ними неподвижных дисков, закрепленных на основании, называемых статором. Диски ротора имеют лопатки на внешней стороне, пар подается на эти лопатки и крутит диски. Диски статора имеют аналогичные лопатки, установленные под противоположным углом, которые служат для перенаправления потока пара на следующие за ними диски ротора. Каждый диск ротора и соответствующий ему диск статора называются ступенью турбины. Количество и размер ступеней каждой турбины подбираются таким образом, чтобы максимально использовать полезную энергию пара той скорости и давления, который в нее подается. Выходящий из турбины отработанный пар поступает в конденсатор. Турбины вращаются с очень высокой скоростью, и поэтому при передаче вращения на другое оборудование обычно используются специальные понижающие трансмиссии. Кроме того, турбины не могут изменять направление своего вращения, и часто требуют дополнительных механизмов реверса (иногда используются дополнительные ступени обратного вращения). Турбины превращают энергию пара непосредственно во вращение и не требуют дополнительных механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращение. Кроме того, турбины компактнее возвратно-поступательных машин и имеют постоянное усилие на выходном валу. Поскольку турбины имеют более простую конструкцию, они, как правило, требуют меньшего обслуживания. Основной сферой применения паровых турбин является выработка электроэнергии (около 86% мирового производства электроэнергии производится паровыми турбинами), кроме того, они часто используются в качестве судовых двигателей (в том числе на атомных кораблях и подводных лодках). Было также построено некоторое количество паротурбовозов, но они не получили широкого распространения и были быстро вытеснены тепловозами и электровозами.

Реактивный двигатель — двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования исходной энергии в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела. Рабочее тело с большой скоростью истекает из двигателя, и в соответствии с законом сохранения импульса образуется реактивная сила, толкающая двигатель в противоположном направлении. Для разгона рабочего тела может использоваться как расширение газа, нагретого тем или иным способом до высокой температуры (т.н. тепловые реактивные двигатели ), так и другие физические принципы, например, ускорение заряженных частиц в электростатическом поле (См. ионный двигатель). Реактивный двигатель сочетает в себе собственно двигатель с движителем, то есть, он создаёт тяговое усилие только за счёт взаимодействия с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. По этой причине чаще всего он используется для приведения в движение самолётов, ракет и космических аппаратов.

Существует два основных класса реактивных двигателей:

· Воздушно-реактивные двигатели — тепловые двигатели, которые используют энергию окисления горючего кислородом воздуха, забираемого из атмосферы. Рабочее тело этих двигателей представляет собой смесь продуктов горения с остальными компонентами забранного воздуха.

· Ракетные двигатели — содержат все компоненты рабочего тела на борту и способны работать в любой среде, в том числе и в безвоздушном пространстве.

Основным техническим параметром, характеризующим реактивный двигатель, является тяга (иначе — сила тяги) — усилие, которое развивает двигатель в направлении движения аппарата. Ракетные двигатели помимо тяги характеризуются удельным импульсом, являющимся показателем степени совершенства или качества двигателя. Этот показатель является также мерой экономичности двигателя. В приведённой ниже диаграмме в графической форме представлены верхние значения этого показателя для разных типов реактивных двигателей, в зависимости от скорости полёта, выраженной в форме числа Маха, что позволяет видеть область применимости каждого типа двигателей.

Экологические проблемы тепловых двигателей

Экологический кризис, нарушение взаимосвязей внутри экосистемы или необратимые явления в биосфере, вызванные антропогенной деятельностью и угрожающие существованию человека как вида. По степени угрозы естественной жизни человека и развитию общества выделяются неблагоприятная экологическая ситуация, экологическое бедствие и экологическая катастрофа

Загрязнения от тепловых двигателей:

1. Химическое.

2. Радиоактивное.

3. Тепловое.

КПД тепловых двигателей < 40%, в следствии чего больше 60% теплоты двигатель отдаёт холодильнику

Меры предотвращения загрязнений:

1. Снижение вредных выбросов.

2. Контроль за выхлопными газами, модификация фильтров.

3. Сравнение эффективности и экологической безвредности различных видов топлива, перевод транспорта на газовое топливо.

Перспективы использования электрических двигателей, пневмокаров, транспорта на солнечных батареях

www.ronl.ru

Урок физики по теме Тепловые двигатели

Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей. 10-й класс

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Цель урока: Разъяснить принцип действия теплового двигателя.

Задачи урока:

Образовательные: познакомить учащихся с видами тепловых двигателей, развивать умение определять КПД тепловых двигателей, раскрыть роль и значение ТД в современной цивилизации; обобщить и расширить знания учащихся по экологическим проблемам.

Развивающие: развивать внимание и речь, совершенствовать навыки работы с презентацией.

Воспитательные: воспитывать у учащихся чувство ответственности перед последующими поколениями, в связи с чем, рассмотреть вопрос о влиянии тепловых двигателей на окружающую среду.

Оборудование: компьютеры для учащихся, компьютер учителя, мультимедийный проектор, тесты (в Excel), Физика 7-11 Библиотека электронных наглядных пособий. “Кирилл и Мефодий”.

Ход урока

1. Оргмомент

2. Организация внимания учащихся

Тема нашего урока: “Тепловые двигатели”. (Слайд 1)

Сегодня мы вспомним виды тепловых двигателей, рассмотрим условия их эффективной работы, поговорим о проблемах связанных с их массовым применением. (Слайд 2)

3. Актуализация опорных знаний

Прежде чем перейти к изучению нового материала предлагаю проверить как вы к этому готовы.

Фронтальный опрос:

– Дайте формулировку первого закона термодинамики. (Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количество теплоты, переданное системе. http://festival.1september.ru/articles/607503/Image6188.gifU=A+Q)

– Может ли газ нагреться или охладиться без теплообмена с окружающей средой? Как это происходит? (При адиабатических процессах.) (Слайд 3)

http://festival.1september.ru/articles/607503/Image6187.gif

– Напишите первый закон термодинамики в следующих случаях: а) теплообмен между телами в калориметре; б) нагрев воды на спиртовке; в) нагрев тела при ударе. (а) А=0, Q=0, http://festival.1september.ru/articles/607503/Image6188.gifU=0; б) А=0, http://festival.1september.ru/articles/607503/Image6188.gifU= Q; в) Q=0, http://festival.1september.ru/articles/607503/Image6188.gifU=А)

– На рисунке изображен цикл, совершаемый идеальным газом определенной массы. Изобразить этот цикл на графиках р(Т) и Т(р). На каких участках цикла газ выделяет теплоту и на каких – поглощает?

(На участках 3-4 и 2-3 газ выделяет некоторое количество теплоты, а на участках 1-2 и 4-1 теплота поглощается газом.) (Слайд 4)

4. Изучение нового материала

Все физические явления и законы находят применение в повседневной жизни человека. Запасы внутренней энергии в океанах и земной коре можно считать практически неограниченными. Но располагать этими запасами недостаточно. Необходимо за счет энергии уметь приводить в действие устройства, способные совершать работу. (Слайд 5)

Что является источником энергии? (различные виды топлива, энергия ветра, солнца, приливов и отливов)

Существуют различные типы машин, которые реализуют в своей работе превращение одного вида энергии в другой.

Тепловой двигатель – устройство, превращающее внутреннею энергию топлива в механическую энергию. (Слайд 6)

Рассмотрим устройство и принцип работы теплового двигателя. Тепловая машина работает циклично.

Любая тепловая машина состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника. (Слайд 7)

КПД замкнутого цикла (Слайд 8)

http://festival.1september.ru/articles/607503/Image6189.gifhttp://festival.1september.ru/articles/607503/Image6190.gif

Q1 – количество теплоты полученное от нагревания Q1>Q2

Q2 – количество теплоты отданное холодильнику Q 21

A/ = Q 1– |Q 2| – работа совершаемая двигателем за цикл ? < 1.

Цикл C. Карно (Слайд 9)

http://festival.1september.ru/articles/607503/Image6191.gif

T1 – температура нагревания.

Т2 – температура холодильника.

  1. http://festival.1september.ru/articles/607503/Image6192.gif– не зависит от Q, р, V топлива.

  2. http://festival.1september.ru/articles/607503/Image6192.gif– является функцией только двух температур.

На всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели. На железнодорожном транспорте до середины XX в. основным двигателем была паровая машина. Теперь же главным образом используют тепловозы с дизельными установками и электровозы. На водном транспорте также использовались вначале паровые двигатели, сейчас используются как двигатели внутреннего сгорания, так и мощные турбины для крупных судов.

Наибольшее значение имеет использование тепловых двигателей (в основном мощных паровых турбин) на тепловых электростанциях, где они приводят в движение роторы генераторов электрического тока. Около 80 % всей электроэнергии в нашей стране вырабатывается на тепловых электростанциях.

Тепловые двигатели (паровые турбины) устанавливают также на атомных электростанциях. Газовые турбины широко используются в ракетах, в железнодорожном и автомобильном транспорте.

На автомобилях применяют поршневые двигатели внутреннего сгорания с внешним образованием горючей смеси (карбюраторные двигатели) и двигатели с образованием горючей смеси непосредственно внутри цилиндров (дизели).

В авиации на легких самолетах устанавливают поршневые двигатели, а на огромных лайнерах – турбовинтовые и реактивные двигатели, которые также относятся к тепловым двигателям. Реактивные двигатели применяются и на космических ракетах. (Слайд 10)

(Показ видеофрагментов работы турбореактивного двигателя.)

Рассмотрим более подробно работу двигателя внутреннего сгорания. Просмотр видеофрагмента. (Слайд 11)

Работа четырехтактного ДВС.1 такт: впуск.2 такт: сжатие.3 такт: рабочий ход.4 такт: выпуск.• Устройство: цилиндр, поршень, коленчатый вал, 2 клапана(впуск и выпуск), свеча.• Мертвые точки – крайнее положение поршня.Сравним эксплуатационные характеристики тепловых двигателей.

КПД:

Тепловые двигатели и охрана окружающей среды (Слайд 13)

Неуклонный рост энергетических мощностей – все большее распространение укрощенного огня – приводит к тому, что количество выделяемой теплоты становится сопоставимым с другими компонентами теплового баланса в атмосфере. Это не может не приводить к повышению средней температуры на Земле. Повышение температуры может создать угрозу таяния ледников и катастрофического повышения уровня Мирового океана. Но этим не исчерпываются негативные последствия применения тепловых двигателей. Растет выброс в атмосферу микроскопических частиц – сажи, пепла, измельченного топлива, что приводит к увеличению “парникового эффекта”, обусловленного повышением концентрации углекислого газа в течение длительного промежутка времени. Это приводит к повышению температуры атмосферы.

Выбрасываемые в атмосферу токсические продукты горения, продукты неполного сгорания органического топлива – оказывают вредное воздействие на флору и фауну. Особую опасность в этом отношении представляют автомобили, число которых угрожающе растет, а очистка отработанных газов затруднена.

Все это ставит ряд серьезных проблем перед обществом. (Слайд 14)

Необходимо повышать эффективность сооружений, препятствующих выбросу в атмосферу вредных веществ; добиваться более полного сгорания топлива в автомобильных двигателях, а также увеличения эффективности использования энергии, экономии ее на производстве и в быту.

Альтернативные двигатели:

Пути решения экологических проблем:

  1. Использование альтернативного топлива.

  2. Использование альтернативных двигателей.

  3. Оздоровление окружающей среды.

  4. Воспитание экологической культуры. (Слайд 16)

5. Закрепление материала

Всем вам предстоит всего лишь через год сдавать единый государственный экзамен. Предлагаю вам решить несколько задач из части А демоверсии по физике за 2009 год. Задание вы найдете на рабочих столах ваших компьютеров.

6. Подведение итогов урока

С момента, когда была построена первая паровая машина, до настоящего времени прошло более 240 лет. За это время тепловые машины сильно изменили содержание жизнь человека. Именно применение этих машин позволило человечеству шагнуть в космос, раскрыть тайны морских глубин.

Выставляет оценки за работу на уроке.

7. Домашнее задание: § 82 (Мякишев Г.Я.), упр. 15 (11, 12) (Слайд 17)

8. Рефлексия

Прежде чем покинуть класс просьба заполнить таблицу.

На уроке я работал

активно / пассивно

Своей работой на уроке я

доволен / не доволен

Урок для меня показался

коротким / длинным

За урок я

не устал / устал

Мое настроение

стало лучше / стало хуже

Материал урока мне был

понятен / не понятенполезен / бесполезенинтересен / скучен

Домашнее задание мне кажется

легким / трудныминтересно / не интересно

 

Ответы подчеркнуть

Спасибо за работу.

На этом наш урок окончен.

Литература:

  1. Мякишев Г.Я. Физика. 10 класс: учеб. Для общеобразоват. Учреждений: базовый и профил. уровни/18-е изд. – М.:Просвещение, 2009.

  2. Демкович В.П. Сборник задач по физике. 10-11 кл. – М.: ООО “Издательство Астрель”, 2001.

  3. Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике. 10 класс. – М.: ВАКО, 2006.

infourok.ru

Реферат - Тепловые двигатели - Физика

Средняя общеобразовательная

школа

Доклад по физике

на тему:

/> 

Подготовил ученик Проверила

2005 год.

Тепловой двигатель.

Ещё в давние временалюди старались использовать энер­гию топлива для превращения её в механическую.В XVII в.был изобретён тепловой двигатель, который в последующие годы былусовершенствован, но идея осталась той же. Во всех двига­телях энергия топливапереходит сначала в энергию газа или пара, а газ (пар) расширяясь, совершаетработу и охлаждается, а часть его внутренней энергии при этом превращается вмеханическую энергию. К сожалению, коэффициент полезного действия не высок.К тепловым двигателямотносятся: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газоваятурбины, реактивный двигатель. Их топливом является твёрдое и жидкое топливо,солнечная и атомная энергии.                           Двигатель внутреннего сгорания. В наше время чащевстречается автомобильный транспорт, который работает на тепловом двигателевнутреннего сгорания, работающем на жидком топливе. Рабочий цикл в двигателепроисходит за четыре хода поршня, за четыре такта. Поэтому такой двигатель иназывается четырёхтактным. Цикл двигателя состоит из следующих четырёх тактов:1.впуск, 2.сжатие, 3.рабочий ход, 4.выпуск. Для усиления мощностии лучшей системы обеспеченности равномерности вращения вала, используют 4,8 иболее цилиндровых двигателей. Особенно мощные двигатели на теплоходах, тепловозахи др.                                     Паровая турбина.В современной техникетак же широко применяют и другой тип теплового двигателя. В нём пар илинагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня,шатуна и коленчатого вала. Такие двигатели называют турбинами.В современных турбинах, для увеличения мощности применяютне один, а несколько дисков, насажанных на общий вал. Турбины применяют натепловых электростанциях и на кораблях.

          Наибольшее значениеимеет использование тепловых двигателей на тепловых электростанциях, где ониприводят в движение роторы генераторов электрического тока.

       Тепловые двигатели — паровые турбины — устанавливают также на всех АЭС для получения пара высокойтемпературы. На всех основных видах современного транспорта преимущественноиспользуются тепловые двигатели: на автомобильном — поршневые двигателивнутреннего сгорания; на водном — ДВС и паровые турбины; на ж/д. тепловозы сдизельными установками; в авиации — поршневые, турбореактивные и реактивныедвигатели. Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима.  Мы неимели бы в изобилии дешевую электроэнергию и были бы лишены всех двигателейскоростного транспорта.

Отрицательноевлияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различныхфакторов.

Во-первых,при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чегосодержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.

      Во-вторых, сжиганиетоплива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.

      В третьих, при сжиганииугля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вреднымидля здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают ватмосферу две-три тонны — свинца.

      Один из путей уменьшениязагрязнения окружающей среды — использованием в автомобилях вместокарбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляютсоединения свинца. Перспективными являются разработки автомобилей, в которыхвместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели,использующие в качестве топлива водород.

      Выбросы вредных веществв атмосферу — не единственная сторона воздействия энергетики на природу.Согласно законам термодинамики производство электрической и механическойэнергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую средузначительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенномуповышению средней температуры на земле. Одно из направлений, связанное сохраной окружающей среды, это увеличение эффективности использования энергии,борьба за её экономию.

          Во владимирской области в 2001 году суммарныевыбросы загрязняющих веществ в атмосферу, определённые на основании информацииприродопользователей об охране атмосферного воздуха по стационарным ипередвижным источникам составили 115.295 тыс. т. в год, в том числе твёрдые7.1% (8.192 тыс. т.) газообразные  и жидкие 92.9%(107.103 тыс. т.)

          Валовые выбросы отавтотранспорта за 1996 – 2001 года представлена в таблице 1.

Таблица 1

Загрязняющие вещества.

1996

1997

1998

1999

2000

2001

Всего  тыс./год 47.07 500.08 500.777 54.038 59.21 61.977 В том числе Оксид углерода 35.63 37.56 38.063 40.744 44.791 46.954 Оксиды азота 5.05 5.644 5.687 6.002 6.5 6.72 Углевода 5.85 6.26 6.451 6.625 7.196 7.567 Сажа 0.051 0.06 0.051 0.062 0.067 0.065 Диоксида серы 0.46 0.53 0.498 0.528 0.63 0.644 Соединения свинца 0.029 0.026 0.027 0.023 0.026 0.027

          Рост 20001 годучисла автомобилей, находящихся в личной собственности населения, составляет7.5% (13715 единиц) по отношению к 2001 году, причём количество грузовыхавтомобилей увеличилось на 17.1%, автобусов на 8.5%специальных на 25.5% илегковых автомобилей на 6.8% что послужило причиной увеличения выбросов отпередвижных источников.

          В 2001 годупроизошло увеличение выбросов свинца от передвижных источников примерно на0.002 тыс. т. (7.4%) что объясняется общим увеличением количества единицавтотранспорта. Причём при расчёте выбросов принято так – же как и в предыдущемгоду, что применение этиленового бензина составило 20%.

www.ronl.ru

Доклад - Тепловые двигатели - Физика

Средняя общеобразовательная

школа

Доклад по физике

на тему:

/> 

Подготовил ученик Проверила

2005 год.

Тепловой двигатель.

Ещё в давние временалюди старались использовать энер­гию топлива для превращения её в механическую.В XVII в.был изобретён тепловой двигатель, который в последующие годы былусовершенствован, но идея осталась той же. Во всех двига­телях энергия топливапереходит сначала в энергию газа или пара, а газ (пар) расширяясь, совершаетработу и охлаждается, а часть его внутренней энергии при этом превращается вмеханическую энергию. К сожалению, коэффициент полезного действия не высок.К тепловым двигателямотносятся: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газоваятурбины, реактивный двигатель. Их топливом является твёрдое и жидкое топливо,солнечная и атомная энергии.                           Двигатель внутреннего сгорания. В наше время чащевстречается автомобильный транспорт, который работает на тепловом двигателевнутреннего сгорания, работающем на жидком топливе. Рабочий цикл в двигателепроисходит за четыре хода поршня, за четыре такта. Поэтому такой двигатель иназывается четырёхтактным. Цикл двигателя состоит из следующих четырёх тактов:1.впуск, 2.сжатие, 3.рабочий ход, 4.выпуск. Для усиления мощностии лучшей системы обеспеченности равномерности вращения вала, используют 4,8 иболее цилиндровых двигателей. Особенно мощные двигатели на теплоходах, тепловозахи др.                                     Паровая турбина.В современной техникетак же широко применяют и другой тип теплового двигателя. В нём пар илинагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня,шатуна и коленчатого вала. Такие двигатели называют турбинами.В современных турбинах, для увеличения мощности применяютне один, а несколько дисков, насажанных на общий вал. Турбины применяют натепловых электростанциях и на кораблях.

          Наибольшее значениеимеет использование тепловых двигателей на тепловых электростанциях, где ониприводят в движение роторы генераторов электрического тока.

       Тепловые двигатели — паровые турбины — устанавливают также на всех АЭС для получения пара высокойтемпературы. На всех основных видах современного транспорта преимущественноиспользуются тепловые двигатели: на автомобильном — поршневые двигателивнутреннего сгорания; на водном — ДВС и паровые турбины; на ж/д. тепловозы сдизельными установками; в авиации — поршневые, турбореактивные и реактивныедвигатели. Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима.  Мы неимели бы в изобилии дешевую электроэнергию и были бы лишены всех двигателейскоростного транспорта.

Отрицательноевлияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различныхфакторов.

Во-первых,при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чегосодержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.

      Во-вторых, сжиганиетоплива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.

      В третьих, при сжиганииугля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вреднымидля здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают ватмосферу две-три тонны — свинца.

      Один из путей уменьшениязагрязнения окружающей среды — использованием в автомобилях вместокарбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляютсоединения свинца. Перспективными являются разработки автомобилей, в которыхвместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели,использующие в качестве топлива водород.

      Выбросы вредных веществв атмосферу — не единственная сторона воздействия энергетики на природу.Согласно законам термодинамики производство электрической и механическойэнергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую средузначительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенномуповышению средней температуры на земле. Одно из направлений, связанное сохраной окружающей среды, это увеличение эффективности использования энергии,борьба за её экономию.

          Во владимирской области в 2001 году суммарныевыбросы загрязняющих веществ в атмосферу, определённые на основании информацииприродопользователей об охране атмосферного воздуха по стационарным ипередвижным источникам составили 115.295 тыс. т. в год, в том числе твёрдые7.1% (8.192 тыс. т.) газообразные  и жидкие 92.9%(107.103 тыс. т.)

          Валовые выбросы отавтотранспорта за 1996 – 2001 года представлена в таблице 1.

Таблица 1

Загрязняющие вещества.

1996

1997

1998

1999

2000

2001

Всего  тыс./год 47.07 500.08 500.777 54.038 59.21 61.977 В том числе Оксид углерода 35.63 37.56 38.063 40.744 44.791 46.954 Оксиды азота 5.05 5.644 5.687 6.002 6.5 6.72 Углевода 5.85 6.26 6.451 6.625 7.196 7.567 Сажа 0.051 0.06 0.051 0.062 0.067 0.065 Диоксида серы 0.46 0.53 0.498 0.528 0.63 0.644 Соединения свинца 0.029 0.026 0.027 0.023 0.026 0.027

          Рост 20001 годучисла автомобилей, находящихся в личной собственности населения, составляет7.5% (13715 единиц) по отношению к 2001 году, причём количество грузовыхавтомобилей увеличилось на 17.1%, автобусов на 8.5%специальных на 25.5% илегковых автомобилей на 6.8% что послужило причиной увеличения выбросов отпередвижных источников.

          В 2001 годупроизошло увеличение выбросов свинца от передвижных источников примерно на0.002 тыс. т. (7.4%) что объясняется общим увеличением количества единицавтотранспорта. Причём при расчёте выбросов принято так – же как и в предыдущемгоду, что применение этиленового бензина составило 20%.

www.ronl.ru

Тепловые двигатели - Наука и образование

Развитие авиации сводится в основном к увеличению скорости, высоты, грузоподъёмности, дальности, надёжности полёта самолётов, что в значительной степени зависит от возможностей совершенствования двигателя.

Двигатели внутреннего сгорания с винтами-пропеллерами уже не обеспечивают увеличения скорости и высоты полёта самолётов. Причина этого заключается в следующем.

В самолёте с воздушным винтом последний, вращаясь, отбрасывает воздух, заставляя его двигаться ускоренно. По третьему закону Ньютона, отбрасываемая масса воздуха действует на винт, толкает его вперёд, создавая этим тягу, движущую весь самолёт. Тяга получается, таким образом, как результат ответного воздействия (реакции) воздуха, отбрасываемого винтом. Винт служит посредником, который за счёт энергии топлива совершает работу по передвижению самолёта.

Подробнее...

При устройстве тепловых двигателей важно прежде всего добиться, чтобы как можно большее количество энергии сгораемого топлива превратилось в механическую энергию, иначе говоря, при минимальной затрате топлива получилась максимальная работа. Тогда двигатель будет экономичным. Зная количество теплоты Q1, переданное рабочему телу от нагревателя, и количество теплоты Q1 – Q2, превращенное в механическую энергию, можно оценить степень экономичности этого процесса превращения.

Отношение количества теплоты, превращенной машиной о механическую энергию, к количеству теплоты, полученной от нагревателя, называется коэффициентом полезного действия тепловой машины (к. п. д.).

К. п. д. машины принято обозначать буквой η (греч. «эта»):

η = (Q1 – Q2) : Q1

Изучая условия получения работе за счёт внутренней энергии пара в паровых машинах, Карнов 1824 г. установил, что коэффициент полезного действия любого реального теплового двигателя не может превышать величины (Т1 – Т2) : T1, где Т1 – абсолютная температура нагреватели, а Т2 – абсолютная температура холодильника. Чем ближе к. п. д. двигателя к этой величине, тем двигатель совершеннее. Этот вывод хорошо оправдывается на практике.

Подробнее...

scibio.ru

Тепловые двигатели - Доклад

Средняя общеобразовательная

школа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доклад по физике

на тему:

 

 

 

 

 

 

 

 

Подготовил ученик Проверила

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2005 год.

Тепловой двигатель.

 

Ещё в давние времена люди старались использовать энергию топлива для превращения её в механическую. В XVII в. был изобретён тепловой двигатель, который в последующие годы был усовершенствован, но идея осталась той же. Во всех двигателях энергия топлива переходит сначала в энергию газа или пара, а газ (пар) расширяясь, совершает работу и охлаждается, а часть его внутренней энергии при этом превращается в механическую энергию. К сожалению, коэффициент полезного действия не высок.

К тепловым двигателям относятся: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Их топливом является твёрдое и жидкое топливо, солнечная и атомная энергии.

Двигатель внутреннего сгорания.

В наше время чаще встречается автомобильный транспорт, который работает на тепловом двигателе внутреннего сгорания, работающем на жидком топливе. Рабочий цикл в двигателе происходит за четыре хода поршня, за четыре такта. Поэтому такой двигатель и называется четырёхтактным. Цикл двигателя состоит из следующих четырёх тактов: 1.впуск, 2.сжатие, 3.рабочий ход, 4.выпуск.

Для усиления мощности и лучшей системы обеспеченности равномерности вращения вала, используют 4,8 и более цилиндровых двигателей. Особенно мощные двигатели на теплоходах, тепловозах и др.

Паровая турбина.

В современной технике так же широко применяют и другой тип теплового двигателя. В нём пар или нагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала. Такие двигатели называют турбинами.

В современных турбинах, для увеличения мощности применяют не один, а несколько дисков, насажанных на общий вал. Турбины применяют на тепловых электростанциях и на кораблях.

Наибольшее значение имеет использование тепловых двигателей на тепловых электростанциях, где они приводят в движение роторы генераторов электрического тока.

Тепловые двигатели - паровые турбины - устанавливают также на всех АЭС для получения пара высокой температуры. На всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели: на автомобильном - поршневые двигатели внутреннего сгорания; на водном - ДВС и паровые турбины; на ж/д. тепловозы с дизельными установками; в авиации - поршневые, турбореактивные и реактивные двигатели. Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима. Мы не имели бы в изобилии дешевую электроэнергию и были бы лишены всех двигателей скоростного транспорта.

Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов.

Во-первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.

Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.

В третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу две-три тонны - свинца.

Один из путей уменьшения загрязнения окружающей среды - использованием в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединения свинца. Перспективными являются разработки автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели, использующие в качестве топлива водород.

Выбросы вредных веществ в атмосферу - не единственная сторона воздействия энергетики на природу. Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенному повышению средней температуры на земле. Одно из направлений, связанное с охраной окружающей среды, это увеличение эффективности использования энергии, борьба за её экономию.

Во владимирской области в 2001 году суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, определённые на основании информации природопользователей об охране атмосферного воздуха по стационарным и передвижным источникам составили 115.295 тыс. т. в год, в том числе твёрдые 7.1% (8.192 тыс. т.) газообразные и жидкие 92.9%(107.103 тыс. т.)

 

 

 

 

 

 

Валовые выбросы от автотранспорта за 1996 2001 года представлена в таблице 1.

 

 

 

 

Таблица 1

Загрязняющие вещества.199619971998199920002001Всего тыс./год47.07500.08500.77754.03859.2161.977В том числеОксид углерода35.6337.5638.06340.74444.79146.954Оксиды азота5.055.6445.6876.0026.56.72Углевода5.856.266.4516.6257.1967.567Сажа0.0510.060.0510.0620.0670.065Диоксида серы0.460.530.4980.5280.630.644Соединения свинца0.0290.0260.0270.0230.0260.027

Рост 20001 году числа автомобилей, находящихся в личной собственности населения, составляет 7.5% (13715 единиц) по отношению к 2001 году, причём количество грузовых автомобилей увеличилось на 17.1%, автобусов на 8.5%специальных на 25.5% и легковых автомобилей на 6.8% что послужило причиной у

www.studsell.com

Презентация по физике "Тепловые двигатели"

Урок по физике в 8 классе.

ТЕМА УРОКА: «Тепловые двигатели».

ЦЕЛИ УРОКА:

ТИП УРОКА: изучение нового материала.

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ:

Пёрышкин А.В. Физика 8 класс; компьютеры, мультимедийный проектор, экран, мультимедиа презентация, интерактивная доска.

МЕТОДЫ: словесные, наглядные, проблемно-поисковые.

ФОРМЫ РАБОТЫ: коллективная, индивидуальная.

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА:

  1. Организационный момент.

  2. Изучение нового материала.

СЛАЙД-1. Высказывание.1

Ребята, прежде чем мы перейдём к изучению нового материала, давайте вспомним физические термины, которые помогут нам определиться с темой сегодняшнего урока. А в этом нам поможет кроссворд.

СЛАЙД-2. Кроссворд.

  1. Один из способов изменения внутренней энергии тела (теплопередача).

  2. Источник энергии, используемый в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, в быту (топливо).

  3. Кинетическая, потенциальная, внутренняя (энергия).

  4. Дерево даешь – съедает, от воды – умирает (огонь).

  5. От этой величины зависит скорость движения молекул (температура).

  6. Единица измерения мощности (Ватт).

  7. Процесс соединения молекул горючего с кислородом, при котором выделяется энергия (горение).

  8. Единица измерения энергии (Джоуль).

  9. Один из видов теплопередачи (излучение).

СЛАЙД-3. Тема и цели урока.

Тема сегодняшнего урока – «Тепловые двигатели»

Сегодня на уроке мы:

- выясним, какие машины являются тепловыми двигателями;

- рассмотрим преобразование энергии в них;

- рассмотрим основные виды двигателей и их применение;

- изучим влияние на окружающую среду тепловых двигателей;

- определим возможные пути выхода из сложившейся экологической ситуации.

Жизнь людей невозможна без использования различных видов энергии, источниками которой являются различные виды топлива, ветер, солнце, приливы и отливы. Существуют различные виды машин, которые реализуют в своей работе превращение одного вида энергии в другой. Мы рассмотрим один из типов машин – тепловой двигатель.

СЛАЙД-4. Определение.

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

Как же это происходит?

СЛАЙД-5. Анимационная модель работы простейшего теплового двигателя.

Если в цилиндр налить немного воды, затем закрыть плотно пригнанным поршнем, который может двигаться вдоль цилиндра, и нагреть воду до кипения, то под давлением пара поршень поднимется вверх, то есть совершит работу.

СЛАЙД-6. Завершение работы теплового двигателя (окончание работы слайда №5).

ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Какие преобразования энергии здесь происходили? (энергия топлива переходит во внутреннюю энергию пара, а внутренняя энергия пара превращается в кинетическую энергию поршня).

СЛАЙД-7. Джеймс Уатт.

Такой двигатель был изобретен в конце XVIIв. Джеймсом Уаттом и усовершенствован в дальнейшем (сообщение учащегося).

СЛАЙД-8. Схема – классификация тепловых двигателей.

Существует несколько видов тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Во всех этих двигателях энергия топлива сначала переходит в энергию газа (или пара). Газ, расширяясь, совершает работу и при этом охлаждается. Часть его внутренней энергии превращается в механическую энергию.

СЛАЙД-9. Устройство двигателя внутреннего сгорания.

Рассмотрим подробнее устройство и принцип действия двигателя внутреннего сгорания, так как такой тип теплового двигателя обычно устанавливают на большинстве автомобилей. Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя.

На рисунке показан простейший двигатель внутреннего сгорания в разрезе.

Двигатель состоит из цилиндра 1, в котором перемещается поршень 2, соединенный при помощи шатуна 3 с коленчатым валом 4, на котором находится маховик 5.

В верхней части цилиндра имеется два клапана 6 и 7, которые при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты. Через клапан 6 в цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи 8, а через клапан 7 выпускаются отработавшие газы.

ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: На каком топливе работают двигатели внутреннего сгорания? (бензине, керосине, нефти или на горючем газе)

ВОПРОС УЧИТЕЛЯ: Из чего состоит горючая смесь, поступающая в цилиндр? (из паров бензина и воздуха)

СЛАЙД-10. «Мертвые точки»

Крайние положения поршня в цилиндре называют мертвыми точками. Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называют ходом поршня. Один ход поршня, или один такт двигателя, совершается за пол-оборота коленчатого вала.

СЛАЙДЫ-11-13. Первый такт – ВПУСК.

При повороте вала двигателя в начале первого такта (впуска) поршень движется вниз. Объем над поршнем увеличивается. Вследствие этого в цилиндре создается разрежение. В это время открывается впускной клапан и в цилиндр входит горючая смесь. К концу первого такта цилиндр заполняется горючей смесью, а клапан 6 закрывается.

СЛАЙДЫ-14-15. Второй такт – СЖАТИЕ.

При дальнейшем повороте вала поршень движется вверх (второй такт) и сжимает горючую смесь. В конце второго такта (сжатия), когда поршень дойдет до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь воспламеняется (от электрической искры) и быстро сгорает.

СЛАЙДЫ-16-17. Третий такт – РАБОЧИЙ ХОД.

Образующиеся при сгорании газы (температура продуктов сгорания достигает 1600—1800°С) давят на поршень и толкают его вниз. Под действием расширяющихся нагретых газов (третий такт) двигатель совершает работу, поэтому этот такт называют рабочим ходом. Движение поршня передается шатуну, а через него коленчатому валу с маховиком. Получив сильный толчок, маховик затем продолжает вращаться по инерции и перемещает скрепленный с ним поршень при последующих тактах. Второй и третий такты происходят при закрытых клапанах.

В конце третьего такта открывается выпускной клапан, и через него продукты сгорания выходят из цилиндра в атмосферу.

СЛАЙДЫ-18-19. Первый такт – ВЫПУСК.

Выпуск продуктов сгорания продолжается и в течение четвертого такта (выпуска), когда поршень движется вверх. В конце четвертого такта выпускной клапан закрывается.

СЛАЙД-20. Анимационная модель полного цикла работы двигателя.

Итак, цикл двигателя состоит из следующих четырех процессов (тактов): впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска. Поэтому такие двигатели называют четырехтактными.

СЛАЙД-21. Анимационная модель работы четырёхцилиндрового двигателя.

В автомобилях используют чаще всего четырехцилиндровые двигатели внутреннего сгорания. Работа цилиндров согласуется так, что в каждом из них поочередно происходит рабочий ход и коленчатый нал все время получает энергию от одного из поршней.

Имеются и восьмицилиндровые двигатели. Многоцилиндровые двигатели в лучшей степени обеспечивают равномерность вращения вала и имеют большую мощность.

СЛАЙД-22. Применение тепловых двигателей.

Применение тепловых двигателей чрезвычайно разнообразно.

Двигатели внутреннего сгорания приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы, их устанавливают на речных и морских судах.

Паровые и газовые турбины нашли широкое применение на тепловых электростанциях, в качестве судовых двигателей, газовые турбины широко применяются в авиационных двигателях. Реактивные двигатели применяются в авиации, ракетостроении.

СЛАЙД-23. Экологические проблемы.

С развитием энергетики, автомобильного и других видов транспорта всё более сложной проблемой становится охрана окружающей среды от вредного влияния продуктов сгорания. Это связано с действием различных факторов:

- при сжигании топлива используется кислород из атмосферного воздуха;

- сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа;

- при работе двигатели выбрасывают в атмосферу азотные и серные соединения, а так же свинец.

ПРИМЕР: Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 т кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов.

ВОПРОСЫ УЧИТЕЛЯ:

Как вы думаете, что нужно сделать для того, чтобы избежать экологических проблем? (посадка лесов и сокращение их вырубки; установка фильтров на двигатели; переход на экологически чистые виды топлива; создание электромобилей или автомобилей, работающих на солнечных батареях и т.д.)

СЛАЙД-24. Физкультминутка.

ФИЗКУЛЬТМИНУТКА

СЛАЙД-25. Высказывание.

  1. Закрепление изученного материала.

Ну, а сейчас давайте ещё раз коротко повторим то, с чем мы познакомились на сегодняшнем уроке.

Теперь мне хотелось бы проверить, насколько хорошо вы усвоили новый материал. Для этого я предлагаю вам пересесть за компьютеры и ответить на вопросы теста. Но оценивать ваши знания будет компьютер. А я и вы сделаем выводы, на что вам нужно обратить внимание при подготовке домашнего задания.

ТЕСТ:

Вопрос №1

Горючая смесь, поступающая в цилиндр двигателя авто­мобиля, состоит из ...

  1. различных видов жидкого топлива.

  2. распылённого керосина с воздухом.

  3. воздуха и паров бензина.

  4. масла и бензина.

Вhello_html_m6640bf73.jpgопрос №2

Каким номером обозначен поршень?

1 2 3 4 5 6 7 8

Вопрос №3

Каким номером обозначен цилиндр?

1 2 3 4 5 6 7 8

Вопрос №4

Каким номером обозначена свеча?

1 2 3 4 5 6 7 8

Вопрос №5

Каким номером обозначен маховик?

1 2 3 4 5 6 7 8

Вопрос №6

Что происходит с горючей смесью и газом, образовавшимися от сгорания этой смеси, при первом такте?

1. Горючая смесь сжимается.

2. Газ, образовавшийся при сгорании горючей смеси, удаляется из цилиндра.

3. Сгорание горючей смеси и расширение газов, получившихся при сгорании.

4. Горючая смесь всасывается в цилиндр.

Вопрос №7

Что происходит с горючей смесью и газом, образовавшимися от сгорания этой смеси, при втором такте?

1. Горючая смесь сжимается.

2. Газ, образовавшийся при сгорании горючей смеси, удаляется из цилиндра.

3. Сгорание горючей смеси и расширение газов, получившихся при сгорании.

4hello_html_2b1a51a6.jpg. Горючая смесь всасывается в цилиндр.

Вопрос №8

На каком рисунке изображён рабочий ход?

1 2 3 4

Вопрос №9

На каком рисунке изображён выпуск?

1 2 3 4

  1. Подведение итогов.

Домашнее задание: §21, §22.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА:

  1. Волков В.А. Поурочные разработки по физике: 8 класс – М.: ВАКО, 2006.

  2. Гончаренко С.У., Воловик П.Н. Физика: учебное пособие для 9 классов вечерней средней общеобразовательной школы. – М.: Просвещение, 1986.

  3. Кабардин О.Ф. Физика: справочные материалы: учебное пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1991.

  4. Перышкин А.В. Физика. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2006.

  5. Постников А.В. Проверка знаний учащихся по физике: 6-7 класс. Дидактический материал. Пособие для учителя. – М.: Просвещение, 1986.

  6. Электронное пособие: Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия.

  7. Krugosvet.ru

  8. Aphorisme.ru

1 Содержание слайдов презентации соответствует информации, следующей за номером слайда.

infourok.ru