Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Тепловые двигатели. Влияние тепловых двигателей на окружающую среду. Охрана окружающей среды"

1
МОУ «СОШ №4» г.Печора
Интегрированный урок физики, биологии(экологии) с
применением ИКТ
«Тепловые двигатели. Влияние тепловых двигателей на
окружающую среду. Охрана окружающей среды».
Учитель физики: Хайруллина
Гульназ Миннигуловна,
Учитель биологии: Петров
Сергей Александрович
2015г.
г.Печора
2
Интегрированный урок физики, биологии (экологии) с
использованием ИКТ
Тема: "Тепловые двигатели. Влияние тепловых двигателей на
окружающую среду. Охрана окружающей среды"
Цели и задачи урока:
Обучающие:
выяснить устройство теплового двигателя;
познакомить с многообразием двигателей;
сформировать умение групповой работы выяснить, в чем заключается
негативное влияние тепловых двигателей на окружающую среду как
минимизировать это влияние.
Воспитательные:
рассмотреть историю развития тепловой машины, экологические проблемы
и перспективы развития;
создать условия для формирования у учащихся убеждения о личной
ответственности каждого человека за состояние природной среды;
воспитывать чувство долга, ответственности за порученное дело.
Развивающие:
развивать навыки самостоятельного поиска и обработки информации,
совершенствовать общепредметные умения и навыки (умение выделять главное,
анализировать, систематизировать );
развитие экологического мышления;
совершенствовать навыки работы с приборами, лабораторным
оборудованием;
формировать умение формулировать выводы о проведенных
экспериментах.
ОБОРУДОВАНИЕ:
-сигнальные карточки; жетоны в форме автомобиля красного, желтого,
синего, зеленого цвета;
-наборы приборов для проведения экспериментов: пробирка, пластинка из
картофеля толщиной 3-4 мм, сосуд с горячей водой, ванночки, кюветы;
-макеты буклетов для каждого учащегося;
-модель цилиндра двигателя внутреннего сгорания;
-слайд – презентация.
Литература:
1. В.А. Волков, С.Е.Полянский. Поурочные разработки по физике. 8 класс.
2. А.В.Перышкин «Фмзика – 8 класс».
3. Сайт «Фестиваль педагогических идей» .
http://festival.1september.ru/articles/503746/
3
Ход урока:
1. Объявление темы, цели урока:
-Здравствуйте. Сегодня мы с вами изучаем тему «Тепловые двигатели.
Охрана окружающей среды».
Целями нашего сегодняшнего занятия будет(слайд№2):
Изучить устройство, принцип действия и назначение тепловых машин.
Рассмотреть историю развития тепловой машины, экологические проблемы
и перспективы развития.
Совершенствование навыков исследовательской деятельности.
Форма нашего урока будет не совсем обычной. Это будет урок – защита
проектов. Для этого из всех учащихся класса сформированы 5 команд, которым, в
течение урока, будут предложены различные задания, команды должны будут
защитить свои проекты – домашние задания.
Каждая группа имеет сигнальную карточку, которой команда
сигнализирует учителю о том, что задание выполнено. Каждая команда будет
иметь возможность высказаться (сначала с ответом выступает команда, первой
поднявшая карточку, следующей – поднявшая второй и т.д.) Оцениваться ответ
команд будет специальными жетонами в форме машинок разного цвета. Красная -
полный развернутый ответ, желтая – хороший ответ, синяя – неполный ответ,
зеленая – дополнения. По результатам заданий будут выставлены оценки всем
участникам.
2. Проверка знаний(слайды № 3-10):
Проверим, насколько вы уяснили правила, а заодно и то, как
подготовились к уроку.
Прочтите текст, выделите в нем несоответствия и объясните ваш выбор.
Не может быть.
Проснувшись рано с утра, я вспомнил, что договорился с Витей идти на
речку смотреть ледоход. Открыл окно. Морозный воздух клубами врывался в
комнату и поднимался под потолок. С пятого этажа мне хорошо были видны поля
за окраиной города. Там весь снег уже стаял, и только на крышах домов он еще
лежал мохнатыми шапками.
Включив электрочайник, я быстро сделал зарядку, вымылся по пояс под
краном и, не вытираясь, глубоко вздохнул – по всему телу разлилось тепло. Зайдя
на кухню, я понял, что слишком увлекся – чайник кипел уже не одну минуту.
Кипяток был просто обжигающий – градусов 120. Мне пришлось долго ждать
прежде, чем он остыл, и я смог попить чаю. Покушав, я побежал на улицу.
Опаздывал.
Витя был уже там. «Вот погодка сегодня! – вместо приветствия
восхищенно произнес он. – Солнце какое, а температура с утра минус 2 0С». «Нет,
минус 4 0С» - возразил я. Мы заспорили, потом Витя сообразил, в чем дело. «У
меня термометр на ветру висит, - сказал он, - а у тебя в укромном месте, поэтому и
показывает больше». Мы пошли по улице, бодро шлепая по лужам.
4
Ответы команд:
ПОДНИМАЛСЯ ПОД ПОТОЛОК – не может быть, потому что холодный
воздух с улицы тяжелее теплого внутри помещения и должен опускаться вниз.
ТАМ ВЕСЬ СНЕГ УЖЕ СТАЯЛ, И ТОЛЬКО НА КРЫШАХ ДОМОВ ОН
ЕЩЕ
ЛЕЖАЛ МОХНАТЫМИ ШАПКАМИ - не может быть, потому что первым
снег растает на крышах.
ПО ВСЕМУ ТЕЛУ РАЗЛИЛОСЬ ТЕПЛО - не может быть, потому что при
испарении вода отнимает энергию у тела и должно становиться холоднее.
ГРАДУСОВ 120 - не может быть, потому что вода кипит при температуре
1000С.
НА ВЕТРУ ВЕСИТ…В УКРОМНОМ МЕСТЕ…. ПОКАЗЫВАЕТ БОЛЬШЕ
- не может быть, потому что –20С больше, чем -40С. На ветру температура должна
быть ниже (-40С), чем в укромном месте (–20С).
ШЛЕПАЯ ПО ЛУЖАМ - не может быть, потому что вода при
отрицательной температуре превращается в лед.
Актуализация знаний:
- Вспомним то, что нам поможет лучше и быстрее понять тему (слайд №
11):
Вопросы учителя: Примерные ответы учащихся:
Какие виды механической
энергии мы изучили?
Что называют внутренней
энергией?
От чего зависит внутренняя
энергия?
Какими способами можно
изменить внутреннюю энергию?
-Кинетическая энергия и
потенциальная энергия. Кинетической
энергией тело обладает, когда
двигается, потенциальной – если
взаимодействует с другими телами.
-Внутренней энергией
называют сумму кинетических
энергий движения всех молекул тела
и потенциальных энергий их
взаимодействия.
-От температуры, площади
поверхности, рода вещества, ветра.
-Совершением работы и
теплопередачей.
3. Изучение нового материала:
Слово учителя:
Запасы внутренней энергии огромны. Очень важно умело и грамотно
использовать ее запасы, содержащиеся в топливе.
5
Использовать внутреннюю энергию – значит совершить за счет нее
полезную работу. (слайд № 12)
Для того, чтобы понять как это сделать, выполним опыт.
На столах у вас находится лист с заданием к опыту №1. Каждая команда
по окончании опыта должна записать вывод на листе с заданием и поднять
сигнальную карточку. Затем команды в порядке поднятия карточек
высказываются и получают жетоны.
(слайд № 13)
ОПЫТ № 1:
1. Перевернуть пробирку вверх дном.
2. Осторожно нажимая на пробирку, выдавить из картофеля кружок
(пробку) так, чтобы пробирка плотно закрылась картофельной пробкой.
3. Перевернуть пробирку вниз донышком и опустить ее в горячую воду.
4. Пронаблюдать происходящий процесс.
5. Сделать вывод, используя ответы на вопросы:
Вопросы учителя:
-Что произошло с внутренней
энергией воздуха в пробирке, когда ее
опустили в воду?
-К чему привело изменение
внутренней энергии воздуха?
-Что произошло с внутренней
энергией воздуха в пробирке после
вылета пробки?
Ответы команд(слайд № 14):
Энергия топлива
(преобразованная во внутреннюю
энергию воды) переходит во
внутреннюю энергию воздуха.
Воздух совершил работу –
вытолкнул пробку.
Внутренняя энергия воздуха
превратилась в кинетическую
энергию пробки.
Слово учителя(вывод):
-На этом принципе основана работа оружия. Но одно единственное
движение это не все, что необходимо, т.к. это процесс кратковременный и не
приводит к длительному движению. Т.е. нужно, чтобы процесс продолжался. А
продолжить его можно, если повторять процесс перехода внутренней энергии в
механическую энергию. Чтобы процесс мог повториться всю систему нужно
перевести в исходное состояние. Для изучения такой возможности просмотрим
ролик. (Слайд № 15)
Задание командам:
-Сделаем вывод, объясним
процессы происходящие в ролике на
основе физических законов.
Ответы команд:
При нагревании колбы, воздух
расширяется и выталкивает поршень
из трубки.
При взаимодействии с
холодной водой, воздух снова
6
сжимается. Процесс можно повторить.
-Сделаем вывод : для того, чтобы вернуть систему в исходное состояние,
ее необходимо охлаждать. Рассмотренный принцип используется в тепловых
двигателях.
-Машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в
механическую энергию, называют тепловыми двигателями. (слайд № 16)
-Говорят, еще две с лишним тысяч лет назад, в третьем веке до нашей эры,
великий греческий математик и механик Архимед построил пушку, которая
стреляла с помощью пара. Рисунок пушки Архимеда и ее описание были найдены
спустя восемнадцать столетий в рукописях великого итальянского ученого
Леонардо да Винчи. Ее название “АRCHITRONITO”. Как же стреляла эта пушка?
Это медная пушка, дымоход которой сильно разогревался паяльной лампой.
Потом, в раскаленный до красна дымоход, заливали воду, которая “немедленно
превращалась в такое огромное количество пара и дыма, что, казалось, произошло
чудо: для глаз - это ярость и гнев, для ушей - ожесточенный рев”. Давление пара
мгновенно возрастало так, что этого было достаточно для выстрела железного
шара, находящегося в стволе. Для нас интересно здесь то, что ствол пушки
представлял собой цилиндр, по которому, как поршень, скользило ядро.
Так был создан первый тепловой двигатель, в котором внутренняя энергия
пара превращалась в механическую энергию ядра.
4. Защита проектов
-Сегодня, на уроке мы рассмотрим современные виды тепловых
двигателей, их устройство и принцип работы.
Мы послушаем проекты по темам:
история развития тепловых двигателей.
принцип действия паровой турбины;
принцип действия двигателя внутреннего сгорания;
принцип действия реактивного двигателя;
экологические проблемы, связанные с использованием тепловых
двигателей.
По ходу выступления групп вы заполняете буклет.
1 группа «Историки»
ЗАДАНИЕ(слайд № 17):
Провести исследование истории развития тепловых двигателей. Отчет о
работе представить в виде стенгазеты и презентации. Материал для газеты –
домашняя заготовка.
Группа защищает проект (презентация pril1) , по мере защиты на доске из
распечатанных слайдов складывается стенгазета. (слайд № 18)
2 группа «Физики-практики» (слайд № 19-23)
7
Рассмотреть принцип работы тепловых двигателей, устройство и принцип
действия паровой турбины. Отчет о работе представить в виде презентации и
модели.
Группа защищает проект (презентация pril2).
Вопросы для обсуждения классу(слайд № 24):
1. Назовите недостатки работы паровой турбины
(ответ: скорость вращения не может меняться в широких пределах);
2. Назовите преимущества работы паровой турбины
(ответ: вращение происходит в одном направлении; отсутствуют толчки, как
при работе поршня);
3. Назовите пути повышения КПД
(ответ:1) создание более совершенной теплоизоляции котла;
2) повышение температуры в котле, а также увеличение давления пара).
3 группа «Физики-теоретики» (слайд № 25)
Рассмотреть принцип работы тепловых двигателей, устройство и принцип
действия ДВС. Отчет о работе представить в устной форме.
Группа защищает проект. Объясняет принцип работы ДВС, демонстрируя
флеш-ролик (слайд № 26), закрепление проводит по схеме(слайд № 27)
Вопросы для обсуждения классу(слайд № 28):
1.Назовите достоинства и недостатки работы карбюраторного ДВС
(ответы: достоинства - компактность, малая масса;недостатки- 1)
требует топлива высокого качества;2) невозможность получить при его
помощи малую скорость вращения при малом числе оборотов);
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%).
4 группа «Физики-практики» (слайд № 29-30)
Рассмотреть принцип работы тепловых двигателей, устройство и принцип
действия реактивного двигателя. Отчет о работе представить в виде презентации.
Группа защищает проект (презентация pril4). Закрепление проводит по
схеме (слайд № 31)
-При использовании для своих нужд тепловых двигателей человек
сталкивается с некоторыми экологическими проблемами. Эту проблему
рассматривала пятая группа.
5 группа «Экологи»
Рассмотреть влияние тепловых двигателей на окружающую среду. Отчет о
работе представить в виде передачи «Пусть говорят». (слайды № 32-33)
8
Группа защищает проект (презентация pril5) представляет классу
результаты исследования влияния автотранспорта на экологическую обстановку
микрорайона МОУ «СОШ№ 4» г.Печора.
Выводы: (слайды № 34-38).
Влияние тепловых двигателей на окружающую среду вызывает много
споров. Предлагаем и нам побеседовать на эту тему. (слайд № 39).
Вопросы к передаче. Вопросы для обсуждения классу: (слайд № 40).
1. Толчком к ухудшению экологической обстановки послужило
изобретение паровой машины. В связи с этим возникло понятие «ТЕПЛОВОЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ».
2. В большинстве двигателей превращение внутренней энергии в
механическую, происходит за счет сгорания топлива. Объясните, как это влияет
на окружающую среду.
3. ДВС существенно облегчили нам жизнь, дав транспорт. Но всё ли так
хорошо? Как влияют автомобильные двигатели на состояние окружающей среды
и здоровья человека?
4.Работа ДВС отрицательно влияет на состояние окружающей среды.
Может, другие типы двигателей наносят меньший вред окружающий среде?
5.Как вы понимаете слова:
« Кому угрожает опасность? Вам. Разве вы не видите, что перед вами весы,
на одной чаше которых ваше могущество, - на другой - ваша ответственность?»
В. Гюго «Человек, который смеётся»
Если тепловые двигатели наносят такой вред окружающей среде, зачем их
используют?
Действительно, ребята, известный физик Фредерик Жолио – Кюри сказал: «Не
наука виновата, виноваты люди, неправильно использующие достижения науки»
6.Какими вы видите пути уменьшения загрязнения окружающей среды?
Пути уменьшения загрязнения окружающей среды: (слайд № 41).
1. Использование вместо бензиновых двигателей дизелей, в топливо
которых не добавляют свинец.
2. Использование электромобилей, питающихся от аккумуляторов, вместо
автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.
3. Использование новых видов топлива, например, водород.
4. На тепловых электростанциях и котельных, работающих на угле,
использовать фильтры или другие устройства (скрубберы) существенно
уменьшающие концентрацию оксида серы и сажи в выбрасываемых газах.
5. Строить электростанции далеко от населённых пунктов.
9
6. Создать новые виды двигателей или усовершенствовать имеющиеся
двигатели с лучшими характеристиками.
5. Подведение итогов. Оценивание. Рефлексия.
Тепловая машина преобразует внутреннюю энергию пара (газа) в
механическую энергию.
Для работы тепловой машины необходима повторяемость (цикличность)
процесса.
Тепловые машины являются основой механизации производства и быта.
Применение тепловых машин приводит к загрязнению окружающей среды
и требует проведения мероприятий по ее охране.
Подведение итогов: оценивание ответов учащихся с учетом полученных
жетонов, выставление отметок, комментарии.
-Ребята, обратите внимание, сегодня на уроке вы заполнили буклет по
данной теме, который останется у вас как справочник по теме «Тепловые
двигатели. Охрана окружающей среды»
Рефлексия
- Ребята, по итогам урока, предлагаем вам составить синквейн на тему
«тепловые двигатели».
СИНКВЕЙН
• 1 строка – заголовок, ключевое слово, понятие, тема синквейна,
выраженное в форме существительного.
• 2 строка – два прилагательных.
• 3 строка – три глагола.
• 4 строка – фраза, несущая определенный смысл.
• 5 строка – резюме, вывод, одно слово, существительное.
Синквейны учащихся:
1 пример
Тепловой двигатель
Логичный, удобный
Преобразует, сжигает, работает
Загрязняет окружающую среду
Прогресс
2 пример
Двигатель
Экономичный, быстрый
Сжигает, движет, но загрязняет
Приносит вред окружающей среде
ДВС
10
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: