Главная / Методические материалы / Преподавание физики

Двигатель внутреннего сгорания. 8-й класс

Автор(ы): Пашкин Алексей Александрович, учитель физики и математики

Notice: Undefined variable: content in /home/area7ru/area7.ru/docs/metodic-material.php on line 278
Цель урока:

рассмотреть физические принципы работы тепловых двигателей,
воспитывать навыки бережного отношения к природе.

Ход урока I. Подготовка к восприятию нового материала:

В каком случае про тело или систему взаимодействующих между собой тел говорят, что они обладают энергией ?
Как связаны изменение энергии тела (или сиcтемы тел) и совершённая им работа ?
Какие два вида механической энергии вы знаете ?
Какую энергию называют кинетической ? Потенциальной ?
Приведите примеры превращения потенциальной энергии тела в кинетическую ; кинетической энергии - в потенциальную.
Дайте определение внутренней энергии тела.
Приведите примеры превращения механической энергии тела в его внутреннюю энергию.
Сформулируйте закон сохранения и превращения энергии.

II. Изучение нового теоретического материала. 1. Историческая справка (сообщение ученика) 1698г. Томас Сэвери (английский инженер) создал машину, которая преобразовывала внутреннюю энергию в механическую (тепловой двигатель) , его использовали для откачки воды из угольных шахт. 1710г. Томас Ньюкомен (английский инженер) предложил пароатмосферный двигатель , в котором пар внутри цилиндра толкал вверх поршень. Для возврата в нижнее положение его охлаждали, пар конденсировался, давление в цилиндре падало, и под действием атмосферного давления поршень опускался вниз. Затем цилиндр снова нагревали, чтобы заставить пар толкать поршень вверх. На всё это уходило много времени и, двигатель работал очень медленно и с низким КПД. 1766 г. Иван Иванович Ползунов. (русский изобретатель) разработал чертежи двухцилиндровой паровой машины. Для ее изготовления Ползунову пришлось сделать различные инструменты, токарный станок для обработки металла «на водяном ходу». При этом Ползунову удалось изготовить все детали паровой машины всего за 13 месяцев. Некоторые детали весили до 2720 килограммов. Его машина должна была заменить водяной двигатель на заводе в Барнауле. Из оборудования на заводе были только воздуходувные мехи и молоты для ковки металла. И их приводили в движение силой воды. Поэтому заводы строили на берегах рек. Если река становилась более мелководной, то производство останавливалось. Иван Иванович Ползунов решил заменить водяной двигатель и ручной труд на «огненную машину». В 1765 году Ползунов разработал специальный поплавковый регулятор уровня в котле. К сожалению, увидеть машину в работе Ползунову не удалось, он умер за два месяца до пуска машины в эксплуатацию, 27 мая 1766 года. Его паровая машина окупила себя всего за два месяца. К сожалению, после небольшой поломки хозяева машины не смогли ее починить. 1769 г. Джеймс Уатт (шотландский инженер) превзошёл своих предшественников и учителей. Он создал усовершенствованную паровую машину. В его двигателе пар направлялся в отдельную камеру для конденсации, тепловые потери двигателя были относительно небольшими. Кроме того, двигатель Уатта был более быстродействующим, поскольку можно было подавать большее количество пара в цилиндр, как только поршень возвращался в свое исходное положение. Для паровой машины нашлись многочисленные практические применения. Паровые машины обеспечивали энергию для печатания газет, ткачества и для работы стиральных машин в «паровых» прачечных. Паровые двигатели использовались на площадках аттракционов, а фермеры с помощью паровой тяги пахали землю. Уборщики пользовались работающими на пару пылесосами, а в престижных городских парикмахерских были даже щетки для массажа кожи головы с паровым приводом. Паровые машины устанавливались на паровозы, пароходы. 2. Теоретический материал (ученики работают с текстом по плану, каждый пункт сопровождается слайдом.). a) Название. Двигатель внутреннего сгорания — очень распространенный вид теплового двигателя. Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя. (Приложение1; слайд 1.) б) Основные части. Двигатель состоит из цилиндра 1, в котором перемещается поршень 2, соединенный при помощи шатуна 3с коленчатым валом 4.В верхней части цилиндра имеется два клапана 5, которые при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты. Через левый клапанв цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи 6, а через правый клапан выпускаются отраотавшие газы.(Приложение1; слайд №2 ) в) основные понятия Крайние положения поршня в цилиндре называют мертвыми точками. Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называют ходом поршня. Один рабочий цикл в двигателе происходит за четыре хода поршня, или, как говорят, за четыре такта. Поэтому такие двигатели называют четырехтактными. Впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. г) Физические принципы работы. В цилиндре двигателя периодически происходит сгорание горючей смеси, состоящей из паров бензина и воздуха. Температура газообразных продуктов сгорания достигает 1600—1800 °С, давление на поршень при этом резко возрастает. Расширяясь, газы толкают поршень, а вместе с ним и коленчатый вал, совершая при этом механическую работу. При этом они охлаждаются, так как часть их внутренней энергии превращается в механическую энергию. Рассмотрим более подробно схему работы такого двигателя. В начале первого такта поршень движется вниз.Объем над поршнем увеличивается, в цилиндре создается разрежение. Открывается левый клапан и в цилиндр входит горючая смесь. К концу первого такта цилиндр заполняется горючей смесью, данный клапан закрывается. ( Приложение1; слайд №3) В начале второго такта поршень движется вверх и сжимает горючую смесь. В конце второго такта, когда поршень дойдет до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь воспламеняется (от электрической искры) и взрывается. (Приложение1; слайд №4). В начале третьего такта, образующиеся при сгорании газы давят на поршень и толкают его вниз, двигатель совершает работу. В конце третьего такта открывается правый клапан, и через него продукты сгорания выходят из цилиндра в атмосферу.Движение поршня передается шатуну, а через него коленчатому валу с маховиком. (Приложение1;слайд №5). В начале четвёртого такта поршень начинает двигаться вверх, благодаря инерции маховика. При этом выпуск продуктов сгорания продолжается. В конце четвёртого такта правый клапан закрывается. (Приложение1; слайд №6). Итак, цикл двигателя состоит из следующих четырех процессов (тактов): впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска. (Приложение1; слайд №7; Приложение2.))( Показ сопровождается рассказом учит...

ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами методического материала урезан на треть (33%)!

Чтобы просматривать этот и другие тексты полностью, авторизуйтесь на сайте:

Простая ссылка на эту страницу:

Ссылка для размещения на форуме:

HTML-гиперссылка:

Добавлено: 2010.11.22 | Просмотров: 1571
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательна!