Урок № 65
Тетема: Теплові двигуни і захист навколишнього середовища
мМета: ознайомити учнів з екологічними проблемами використання
теплових двигунів та напрямками захисту навколишнього середовища; розвивати екологічну свідомість учнів, логічне мислення, уміння користуватися комп’ютером; виховувати дбайливе ставлення до природи і людини, бажання вивчати навколишній світ.
ТиТип уроку: комбінований урок
Ообладнання: дошка, картки з завданнями, персональний комп’ютер, мультимедійний проектор, презентація « Екологічні проблеми використання теплових двигунів».
План уроку:
1. Контроль знань(12 хв.). Самостійна робота 2. Вивчення нового матеріалу(25 хв.). а) Екологічні проблеми використання теплових двигунів. б)Захист навколишнього середовища.
3. Закріплення вивченого матеріалу(8 хв.). а)Контрольні питання. б)Розв’язування задач.
Хід уроку:
· Організація роботи в класі.
· Перевірка домашнього завдання
Самостійна робота
Початковий рівень
1. У легковому автомобілі використовують двигун внутрішнього згоряння. Виберіть правильне твердження.
А Впускний і випускний клапани двигуна відкриваються одночасно
Б У двигуні внутрішня енергія палива перетворюється в потенціальну енергію автомобіля
В У вихлопних газах автомобіля містяться шкідливі для навколишнього середовища речовини
2. Виберіть правильне твердження щодо роботи парової турбіни
А Парові турбіни використовують на літаках
Б Парові турбіни використовують на автомобілях
В Потужні парові турбіни використовують на теплових електростанціях
Середній рівень
1. Де застосовують двигуни внутрішнього згоряння? Наведіть приклади.
2. Який принцип роботи парової турбіни? Де її використовують?
Достатній рівень
1. Який ККД теплового двигуна, що виконав корисну роботу 70 кДж, якщо при повному згорянні палива виділилась енергія 200 кДж?
2. Теплова машина за один цикл одержує від нагрівника кількість теплоти 10 Дж і віддає холодильнику 6 Дж. Який ККД теплової машини?
Високий рівень
1.Двигун потужністю 18 кВт за 3 години роботи витратив 12 кг гасу. Який ККД цього двигуна?
* Вивчення нового матеріалу
а) Екологічні проблеми використання теплових двигунів.
У своєму житті ми постійно зустрічаємось з різноманітними двигунами. Вони надають рух автомобілям і літакам, тракторам, кораблям, залізничним локомотивам. Поява і подальше поширення теплових машин забезпечили можливість для швидкого розвитку промисловості в 18-20 ст.
Робота теплових машин пов’язана з використанням викопного палива. Сучасне світове співтовариство використовує енергетичні ресурси у величезних масштабах.
Всі теплові втрати в різних теплових двигунах призводять до підвищення внутрішньої енергії оточуючих тіл і, врешті-решт, атмосфери.
Топки теплових електростанцій, двигуни внутрішнього згорання автомобілів, літаків й інших машин викидають в атмосферу шкідливі для людини речовини, наприклад сірчисті сполуки, оксиди азоту, вуглеводні, чадний газ, хлор і т. ін. Ці речовини потрапляють в атмосферу, а з неї-у різні частини ландшафту. Оксиди сірки й азоту поєднуються з атмосферною вологою, утворюючи сульфатну й нітратну кислоти.
Забруднення повітря й водойм, загибель хвойних лісів і багато інших свідчень катастрофічного становища природи відзначено в ряді регіонів України й азіатської частини Росії.
Застосування парових турбін на електростанціях вимагає багато води й великих площ, які відводяться під ставки для охолодження відпрацьованої пари. Зі збільшенням потужності електростанцій потреба у воді й нових площах різко зростає.
Величезна кількість продуктів згорання палива, зокрема, вуглекислий газ, зумовлюють виникнення так званого «парникового ефекту». Справа в тому, що вуглекислий газ вільно пропускає енергію сонячного випромінювання до Землі, але не «випускає» назад у космічний простір теплове випромінювання нагрітої Сонцем поверхні Землі. У результаті температура повітря поблизу земної поверхні підвищується.
Посилення парникового ефекту, обумовлене викидами величезних кількостей вуглекислого газу може призвести до глобального потепління, що загрожує катастрофічними наслідками. Наприклад, воно вже почало призводити до танення полярних льодів і гірських льодовиків, і, якщо парниковий ефект буде посилюватися, рівень Світового океану почне підніматися. За деякими оцінками, він може піднятися більш ніж на метр, що призведе до затоплення величезних прибережних територій.
Екологічна хвилинка (демонстрація презентації «Екологічні проблеми використання теплових двигунів» )
б) Захист навколишнього середовища
Людство не може відмовитися від використання машин у своїй діяльності. Тому боротьба зі шкідливими наслідками роботи теплових двигунів ведеться за декількома напрямками.
Перший напрямок: удосконалення теплових двигунів, підвищення їх ККД дозволяє одержувати ту саму механічну енергію при спалюванні меншої кількості палива.
Другий напрямок: використання енергозберігаючих технологій - при цьому споживання енергії на виробництво тієї самої продукції (наприклад, одного автомобіля) значно зменшується.
Третій напрямок: пошук і використання джерел енергії, у яких не спалюють паливо. Це, наприклад, атомні електростанції, проектовані термоядерні електростанції, використання енергії Сонця, вітру, морських припливів тощо.
Необхідність значно знизити викид забруднюючих речовин призвела до використання нових видів палива, зокрема до будівництва атомних електростанцій (АЕС). Але на атомних електростанціях виникають інші проблеми: поховання небезпечних радіоактивних відходів, а також проблема безпеки.
· Закріплення вивченого матеріалу
Питання до учнів:
? Який приблизно ККД сучасних теплових двигунів?
? Які теплові двигуни найсильніше забруднюють повітря?
? Як впливає неповне згоряння палива на величину ККД теплового двигуна?
? Що роблять для зниження шкідливих наслідків роботи теплових двигунів?
? Наведіть приклади вирішення екологічних проблем, пов’язаних з використанням теплових двигунів.
Розв’язування задач:
1. Який ККД теплового двигуна, що виконав корисну роботу 35 кДж, якщо при повному згорянні палива виділилася енергія 100 кДж?
2. Тепловий двигун, ККД якого дорівнює 35%, виконав корисну роботу 700 кДж. Яка кількість теплоти виділилася при згорянні палива?
· Домашнє завдання
Параграф 63