Технологическая карта по физике "Тепловые двигатели. Коэффициент полезного действия"

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

слайд

Организационный этап

(1 минута)

Здравствуйте. Садитесь.

Слайд 1

Актуализации знаний

(6 минут)

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

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.  U+A’=Q

Слайд 2

Может ли газ нагреться или охладиться без теплообмена с окружающей средой? Как это происходит?

При адиабатических процессах.

Назовите первый закон термодинамики в следующих случаях:

Слайд 3

1. Изотермический процесс

Q= A’

1. Изобарный процесс

U+A’=Q

1. Изохорный процесс

U =Q

Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности

(2 минуты)

Предлагаю вам разгадать ребус, чтобы понять тему и цель нашего сегодняшнего урока.

Тепловые двигатели.

Слайд 4

По какому принципу мы выбираем ту или иную технику?

Озвучивают свои предположения.

Правильно, чтобы хорошо работало.

Какая физическая величина показывает качество работы?

Коэффициент полезного действия.

Значит какая тема и цель нашего урока?

Тема: Тепловые двигатели и КПД тепловых двигателей.

Цель: Узнать, что такое тепловые двигатели, научиться рассчитывать КПД тепловых двигателей.

Усвоение новых знаний

(14 минут)

Так что же такое тепловой двигатель?

Тепловой двигатель – устройство, превращающее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию.

Записывают.

Слайд 5

Тепловая машина работает циклично.

Цикл – это ряд процессов, в результате которых система возвращается в начальное состояние.

Записывают.

Любая тепловая машина состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника.

Запишите схему.

Зарисовывают схему.

Слайд 6

Принцип работы теплового двигателя заключается в следующем: чтобы совершить работу, рабочему телу необходимо тепло, которое оно получает от нагревателя. Но чтобы не произошло перегрева, в тепловых двигателях существует холодильник, которому рабочее тело отдаёт лишнее тепло.

Слушают.

Как вы уже сказали, главная характеристика теплового двигателя – коэффициент полезного действия.

Согласно закону сохранения энергии работа, совершаемая двигателем, равна:

А' = Q1 - |Q2|

где Q1 — количество теплоты, полученной от нагревателя, a Q2 — количество теплоты, отданной холодильнику.

Записывают формулу.

Коэффициентом полезного действия (КПД) теплового двигателя называют отношение работы А', совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученной от нагревателя:

Записывают формулу.

Слайд 7

Существует похожая на эту формулу, формула КПД через температуры. Такое КПД называется КПД цикла Карно.

Записывают формулу.

Не стоит забывать, что тепловые двигатели

одновременно принося пользу человеку, неблагоприятно

воздействуют на окружающую среду

Слайд 8

Плюсы и минусы ТД:

Слайд 9

Достоинства:

• Способствует экономическому развитию

• Создает комфортные условия

• Удовлетворяет потребности человека в быстром передвижении

Недостатки:

• Загрязняет атмосферу

• Способствует повышению температуры окружающей среды

• Истощает природные ресурсы

• Негативно влияет на состояние здоровья человека

Альтернативные двигатели:

1. Электрические

2. Двигатели, работающие на энергии солнца и ветра

Пути решения экологических проблем:

• Использование альтернативного топлива.

• Использование альтернативных двигателей.

• Оздоровление окружающей среды.

• Воспитание экологической культуры.

Закрепление новых знаний

(11 минут)

Предлагаю решить несколько задач. Пример решения первой покажу я, остальные решите самостоятельно у доски.

№1. Идеальная тепловая машина за цикл работы получает от нагревателя 100 Дж и отдает холодильнику 40 Дж. Каков КПД тепловой машины? (Ответ дайте в процентах.)

№2. Если идеальная тепловая машина за цикл совершает полезную работу 50 Дж и отдает холодильнику 150 Дж, то каков ее КПД? (Ответ дайте в процентах.)

№3. Температура нагревателя тепловой машины 900 К, температура холодильника на 300 К меньше, чем у нагревателя. Каков максимально возможный КПД машины? (Ответ дайте в процентах, округлив до целых.)

№4. Тепловая машина с КПД 60% за цикл работы отдает холодильнику 100 Дж. Какое количество теплоты за цикл машина получает от нагревателя? (Ответ дайте в джоулях.)

№5. Тепловая машина с КПД 40% за цикл работы отдает холодильнику 60 Дж. Какое количество теплоты за цикл машина получает от нагревателя? (Ответ дайте в джоулях.)

Решение задач

Слайд 10, 11, 12

Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

(2 минуты)

§ 82 (Мякишев Г.Я.)

Задание в конце параграфа.

Слайд 13

Итог урока и рефлексия

(4 минуты)

Рефлексия