Читать

Презентация к уроку по физике на тему: «Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей».

Cкачать презентацию: Презентация к уроку по физике на тему: «Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей».

Читать публикацию

Скачать презентацию

Вставить эту публикацию

Прочитать другие публикации на CdnPdf

Вставить код

Ничего не найдено.

Презентация по слайдам:

Слайд #1

Тепловые двигатели.
КПД тепловых двигателей

Слайд #2

Цель 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.

Разъяснить принцип действия теплового двигателя
Задачи урока:

Слайд #3

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

Слайд #4

-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, ∆U=0; б) А=0, ∆U= Q; в) Q=0, ∆U=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 #5

Первым автомобилем с четырёхтактным ДВС был трёхколёсный экипаж Карла Бенца, построенный в 1885 году.

Слайд #6

Без тепловых двигателей невозможно представить современный транспорт; около 80% электроэнергии вырабатывается с помощью них. Они приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы.

Слайд #7

Тепловой двигатель
- устройство,
преобразующее
внутреннюю энергию топлива
в механическую
энергию

Слайд #8

Виды тепловых двигателей
Паровая турбина;
Газовая турбина;
Двигатель внутреннего сгорания;
Паровая машина;
Реактивный двигатель.

Слайд #9

Сообщение на тему:
«История развития тепловых машин».

Слайд #10

История развития тепловых машин

Слайд #11

Когда была изобретена паровая машина?

Двое британских механиков, англичанин Томас Ньюкамен и Томас Севери, вместе работали над тем, чтобы усовершенствовать машину для выкачивания подземных вод, которую изобрел и запатентовал Севери. В результате их совместной работы в 1705 году появилась первая машина, которая приводилась в движение при помощи пара.

Слайд #12

Джеймс Уатт (1736-1819)
Шотландский инженер,
механик и изобретатель, интересовался паром и конденсацией воды. Он усовершенствовал паровую машину, изобретенную Томасом Ньюкаменом (1663-1729) и сконструировал свою собственную паровую машину. Он предложил использовать энергию пара для передвижения по земле и по морю, то есть изобрел паровоз и пароход.

Слайд #13

Машина Уатта

Слайд #14

Изобретение автомобиля
В 1770 г французский инженер Ж.Кюньо построил первую самодвижущуюся тележку, предназначенную для передвижения артиллерийских орудий. «Тележка Кюньо» приводилась в движение силой пара и была первым автомобилем. Она была очень громоздкой, трудноуправляемой и при первом же испытании налетела на стену. Несмотря на это все были в восторге.

Слайд #15

Различные автомобили

Слайд #16

Изобретение паровоза
Судьба паровоза тоже была непростой. Первый паровоз был сконструирован в 1803 г. английским изобретателем Ричардом Тревитиком. Масса паровоза составляла 5 т. и, когда его начали использовать на конной чугунной дороге, он начал ломать рельсы. Через 5 лет Тревитик построил новый паровоз. Он назывался «Поймай меня, кто сможет!» и развивал скорость до 30 км/ч.

Слайд #17

Тепловые машины могут быть устроены
различным образом, но в любой тепловой
машине должно быть рабочее вещество,
или тело, которое в рабочей части машины
совершает механическую работу, нагреватель,
где рабочее вещество получает энергию и
холодильник отбирающий у рабочего тела
тепло.
Рабочим веществом может быть водяной
пар или газ.

Слайд #18

Основные части
теплового
двигателя
Нагреватель
рабочее
тело
холодильник
Передает количество теплоты Q1 рабочему телу
Q1
Q2
Совершает работу
Потребляет часть полученного количества теплоты Q2

Слайд #19

КПД замкнутого цикла
Q1 – количество теплоты полученное от нагревания Q1>Q2

Q2 - количество теплоты отданное холодильнику
Q 2<Q 1

A’ = Q 1- |Q 2| - работа совершаемая двигателем за цикл η < 1

Слайд #20

Цикл C. Карно
T1 – температура нагревания

Т2 – температура холодильника

Слайд #21

Двигатель внутреннего сгорания - тепловой двигатель, в котором топливная смесь сгорает не снаружи, а внутри цилиндра двигателя.
Применение двигателя внутреннего сгорания

Слайд #22

Сообщение на тему:
«Первые двигатели внутреннего сгорания».

Слайд #23

Первый ДВС был изобретен французским механиком Этьеном Ленуаром. Этот изобретатель установил ДВС на карете в 1860 году.
Топливо в нем сжигалось не снаружи, а внутри цилиндра двигателя.
Жан Этьен Ленуар (1822 - 1900) и его двигатель

Слайд #24

В 1864 году было выпущено уже более 300 двигателей Ленуара разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины — она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.
В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».
Август Отто
“КПД двигателя достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.”

Слайд #25

Первым автомобилем с четырёхтактным ДВС был трёхколёсный экипаж Карла Бенца, построенный в 1885 году.
Годом позже (1886 г) появился вариант Готлиба Даймера.
Оба изобретателя работали независимо друг от друга.
В 1926 году они объединились, создав фирму Deimler-Benz AG.

Слайд #26

Готлиб Вильгельм Даймлер
“Даймлер разработал в 1886 году один из первых автомобилей и несколько типов бензиновых двигателей внутреннего сгорания.”

Слайд #27

Впервые в мире моряк русского флота капитан И.С. Костович в 1879 г. в военных целях разработал бензиновый двигатель для дирижабля. Это был двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе, установленный на дирижабле, мощностью 80 л.с. Двигатель характеризовался удельным весом 3 кг/л.с., что даже по современным достижениям довольно высокий показатель.

Слайд #28

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Слайд #29

Крайние положения поршня в цилиндре называются мертвыми точками.
Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называется ходом поршня.

Цикл двигателя состоит из четырех процессов (тактов).

Слайд #30

Принцип работы четырёхтактного двигателя применяемого в автомобилях.
1-ый такт – Поршень, двигаясь в нижнею мёртвую точку всасывает горючею смесь через впускной клапан.
2-ой такт – Двигаясь в верхнею мёртвую точку поршень сжимает горючею смесь, и поджигают от свечи.
3-ий такт – При сгорании смеси образуется давление и толкает поршень в нижнею мёртвую точку.
4-ый такт – Открывается выпускной клапан, и поршень выталкивает отработанную смесь.

Из всех 4-ёх тактов только 3-ий такт считается рабочим.

Слайд #31

Цикл работы двигателя внутреннего сгорания

Слайд #32

Вопросы:

За сколько тактов происходит один рабочий цикл в двигателе?
Как называются эти такты?
Что происходит дальше при вращении коленчатого вала?

Слайд #33

Удалите лишние слова:
клапан
колесо
болт
цилиндр
рессора
свеча

каленвал
гайка
шатун
диск
карбюратор
руль

Слайд #34

Экологические
проблемы

Слайд #35

Действие тепловых двигателей на окружающую среду

загрязняют биосферу;
повышают температуру окружающей среды;
истощают природные ресурсы;
влияют на состояние здоровья людей.

Слайд #36

Сообщение на тему:
«Влияние работы тепловых двигателей на человека и окружающую среду ».

Слайд #37

Слайд #38

Для охраны окружающей среды необходимо:
широко использовать фильтры, препятствующие выбросу в атмосферу вредных веществ;
резко ограничить использование соединений тяжелых металлов, добавляемых в топливо, особенно соединение свинца;
завершить разработку двигателей, использующих водород в качестве горючего (выхлопные газы состоят из безвредных паров воды);
начать серийный выпуск электромобилей и автомобилей, использующих солнечную энергию;
добиваться повышение КПД тепловых двигателей, за счет уменьшения потерь энергии на трение, потерь топлива вследствие неполного его сгорания и т.д.

Слайд #39

Задачи
1 . Чему равен КПД идеального теплового двигателя, если температура нагревателя 4550 С, а температура холодильника 2730 С?
2 . Тепловой двигатель совершает работу за цикл 100 Дж. Какое количество теплоты получено при этом от нагревателя, если КПД двигателя 20%?

Слайд #40

Вопросы
Что представляет собой тепловой двигатель?
Какие виды тепловых двигателей существуют?
Каков принцип действия тепловых двигателей?
Что такое КПД и как его найти?
Какую роль играют тепловые двигатели в жизни человека?
Какие экологические проблемы встают перед человеком при использовании тепловых двигателей ?

Слайд #41

Тесты

Слайд #42

1. Какие устройства относятся к тепловым двигателям:

а) превращающие тепловую энергию в механическую;
б) электрическую энергию в тепловую;
в) внутреннюю энергию в тепловую.

Слайд #43

2. Какой элемент теплового двигателя совершает работу:

а) холодильник;
б) газ или пар;
в) нагреватель.

Слайд #44

3. Какие условия необходимы для циклического получения механической работы в тепловом двигателе:

а) наличие нагревателя и холодильника;
б) наличие рабочего тела и холодильника;
в) наличие нагревателя и рабочего тела.

Слайд #45

4. КПД теплового двигателя всегда :

а) больше1;
б) равен 1;
в) меньше 1.

Слайд #46

5. При каком замкнутом процессе тепловой двигатель имеет максимальный КПД:

а) состоящий из двух изотерм и двух изобар:
б) состоящий из двух изохор и двух изобар:
в) состоящий из двух изотерм и двух адиабат.