Ход урока:

Актуализация знаний:

Какие виды механической энергии мы изучили?

 (Кинетическая энергия и потенциальная энергия. Кинетической энергией тело обладает, когда двигается, потенциальной – если взаимодействует с другими телами).
Что называют внутренней энергией?

(Внутренней энергией называют сумму кинетических энергий движения всех молекул тела и потенциальных энергий их взаимодействия)
Какими способами можно изменить внутреннюю энергию?

(Совершением работы и теплопередачей)

Решите задачу:

Известно, что автомобиль массой 1500 кг тратит на разгон 0,04 л бензина. Какую скорость он развивает при этом, если на работу по разгону автомобиля тратится 25% энергии, выделяющейся при сгорании бензина

Изучение нового материала:
   Учитель:

 Решённая задача показывает, что  для движения автомобиля используется внутренняя энергия топлива. Запасы внутренней энергии огромны. Очень важно умело и грамотно их использовать.
Использовать внутреннюю энергию – значит совершить за счет нее полезную работу.
   Наблюдение за опытом:
1. Пробирку переворачиваем вверх дном
2. Выдавливаем из картофеля кружок (пробку) так, чтобы пробирка плотно закрылась пробкой
3. Переворачиваем пробирку вниз донышком и опускаем ее в горячую воду
4.Наблюдаем происходящий процесс
5. Делаем вывод, используя ответы на вопросы:

üЧто произошло с внутренней энергией воздуха в пробирке, когда ее опустили в воду?

üК чему привело изменение внутренней энергии воздуха?

üЧто произошло с внутренней энергией воздуха в пробирке при подъёме пробки?

ü Что произошло с энергией пробки?

Предполагаемые  ответы учащихся:

ü   внутренняя энергия воздуха увеличивается за счёт внутренней энергии воды

ü   воздух совершил работу – вытолкнул пробку

ü   внутренняя энергия воздуха уменьшилась

ü   у пробки появилась кинетическая энергия

Учитель:

На этом принципе основана работа оружия. В III веке до нашей эры греческий математик и механик Архимед построил пушку, которая стреляла паром.

Но это процесс кратковременный. Чтобы процесс мог повториться, всю систему нужно перевести в исходное состояние. Что необходимо для этого сделать?

Предполагаемый ответ учащихся:

Если опустить пробирку в холодную воду, то воздух снова сожмётся. Процесс можно повторить.

Учитель:

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.
     Ученик:

Ещё в глубокой древности зародилась мысль об использовании кинетической энергии пара для получения вращательного движения. 2000 лет назад греческий ученый Герон описал прибор, получивший впоследствии название «шар Герона», который является прототипом реактивной турбины.
Первые попытки применить силу давления водяного пара для получения работы – откачивания воды из шахт относятся к началу XVII в. Однако построенные с этой целью машины были малоэффективны.
     В 1690 г. изобретатель парового котла Дени Папен построил первую поршневую машину, которая, хотя и не получила практического применения, явилась прообразом последующих паровых машин. В цилиндре паровой машины потенциальная энергия пара превращается в кинетическую энергию движения поршня. В 1765 г. Иван Ползунов, русский умелец-самоучка, создал паровую машину, развивавшую мощность 29 кВт.

Сравнительно недавно был изобретен двигатель внутреннего сгорания. Чуть более ста лет назад немецкие механики  Г. Даймлер и К. Бенц получили патент на изобретение бензинового двигателя, который стал применяться на первых автомобилях.
Первым ДВС, получившим некоторое промышленное применение был двигатель, запатентованный в 1860 г. французом Ленуаром. В 1878 г. немецкий изобретатель Отто и инженер Ланген усовершенствовали его.

В числе тех, кто совершенствовал и находил всё новые применения тепловым машинам был и наш земляк: первый в мире трактор на гусеничном ходу был создан в селе Балаково Самарской губернии Федором Абрамовичем Блиновым. В газете "Саратовский листок" от 8 января 1881 года появилось сообщение об испытаниях «машины для перевозки тяжестей с подвижными под колесами рельсами».  Федор Блинов сумел зарегистрировать патент на свое изобретение. И в 1884 году получил: «Привилегиею № 2245 на особого устройства вагон с бесконечными рельсами для перевозки грузов по шоссейным и проселочным дорогам», изобретённый 20 сентября 1879 года. Всего 20 лет прошло после отмены крепостного права, имеется грамотное техническое описание "самодвижущейся машины" (тогда и слова-то "трактор" известно не было), и чертежи. Кто же это такой? Ф.А. Блинов родился летом 1827 года. Самый обычный крепостной паренек в юности был кузнецом, но по ночам ему снились пароходы, которых он даже ни разу не видел. Он уже решился на побег, чтобы попасть на Волгу, стать бурлаком и попасть на пароход, как вдруг получил вольную: по всему Поволжью грянул голод. Было Фёдору тогда почти 25 лет и он уже умел читать. Став бурлаком, в часы отдыха он учился писать. И читал все написанное, что встречалось на его пути. На пристанях же обязательно сводил знакомство с матросами, один из которых привёл его на буксир "Геркулес". Федор Блинов стал помощником главного механика настоящего парового буксира на колесном ходу. И  скоро сам стал механиком. Однажды на "Геркулесе" лопнул главный вал паровой машины. Очень дорогая и редкая деталь - ее пришлось бы заказывать и долго ждать. Поэтому хозяин буксира объявил крупную награду тому, кто вал быстро починит. Федор Блинов не просто починил машину, он открыл принцип наилучшей управляемости колесными пароходами, отныне каждое из колес могло работать саио по себе. Это позволяло совершать повороты практически на месте. А теперь вспомните, как поворачивает современный трактор, танк или БТР.  Всю хозяйскую премию Блинов потратил на постройку действующей модели "самодвига". Он открыл свой заводик на котором создал трактор уже с паровым двигателем, но работающем не на дровах, не на угле, а на сырой нефти, впрыскиваемой в топку с помощью форсунки.  На платформе размещались паровой котел высотой в 1,5 метра и деревянная будка для механика. На современный трактор не очень похоже, но все основные принципы конструкции гусеничного шасси, все особенности ходовой части, управления, способы торможения и сегодня остались практически без изменения. Позже Блинов спроектировал трактор с бензиновым двигателем внутреннего сгорания. Но построить не успел: он умер в 1902 году. Но дело его продолжили сын Порфирий (он строил нефтяные моторы), и ученик Яков Мамин (который выпускал колесные трактора собственной конструкции)

В современной технике ДВС получили широкое распространение: в энергетике (на электростанциях), на транспорте – сухопутном, водном, воздушном, в сельском хозяйстве, военном деле.

Учитель:

Двигателями внутреннего сгорания называют тепловые двигатели, в которых используется работа расширения газообразных продуктов сгорания жидкого и газообразного топлива.

Почему этот тип двигателя называется двигателем внутреннего сгорания? Чтобы понять принцип его действия, пронаблюдаем за опытом.

Просмотр видеофрагмента

Учитель:  За счет какой энергии произошёл подъем цилиндра?

Предполагаемый ответ учащихся: Внутренняя энергия нагретого газа превратится в механическую энергию цилиндра.

Учитель:  

Наибольшее распространение в технике получил четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Рассмотрим его устройство и работу.

Откройте учебник на странице 128 и найдите в тексте § 27 и ответьте на вопросы:

ü  Где сгорает топливо в этом двигателе?

ü  Какое топливо используется в них?

ü  Как устроен ДВС?

(Учащиеся работают с учебником, после чего один из них рассказывает об устройстве ДВС, используя интерактивную схему)

Учитель:  

Как же топливо попадает внутрь цилиндра? Найдите ответ на этот вопрос в учебнике, прочитав на странице 128 последний абзац со слов «Во время..».

(Ученики работают с учебником.)

ü  Что происходит в двигателе во время I такта?

Предполагаемый ответ ученика: При повороте вала поршень движется вниз. Открывается впускной клапан и в цилиндр входит горючая смесь

(Учитель показывает на компьютерной модели I такт работы ДВС, мёртвые точки, ход поршня, открытие впускного клапана, на доске и в тетрадях учащиеся записывают: «I такт – впуск»)

Учитель:  

Прочитайте по учебнику дальше, что происходит во время  II такта.

Предполагаемый ответ учащихся:   Поршень поднимается и сжимает горючую смесь. Клапаны закрыты. В конце II такта смесь воспламеняется от свечи.

(Учитель показывает на компьютерной модели II такт работы ДВС, на доске и в тетрадях учащиеся записывают: «II такт – сжатие»)

Аналогично изучаются Ш и IVтакты

Ученик выходит к доске и на интерактивной модели показывает все четыре такта. Затем учитель показывает таблицу с изображением  четырехцилиндрового двигателя.

Учитель:  Чем отличается этот двигатель?

Предполагаемый ответ учащихся:  Количеством цилиндров.

Учитель:  Как вы думаете одинакова ли мощность этих двигателей?

Предполагаемый ответ учащихся: Мощность четырехцилиндрового будет больше.

Учитель:  

Верно. Многоцилиндровые двигатели обеспечивают равномерность вращения вала и имеют большую мощность.

Демонстрируется компьютерная анимационная модель работы двухцилиндрового двигателя

Учитель:  

Одноцилиндровые двигатели устанавливают главным образом на моторных лодках и мопедах. На мотоциклах устанавливаются двухцилиндровые двигатели. На автомобилях, тракторах — 4-, 6-, 8-, 12-и цилиндровые двигатели. А теперь обратите внимание на внешнюю поверхность цилиндра. Почему она ребристая?

    Предполагаемый ответ учащихся:  Такая поверхность нужна для лучшего охлаждения двигателя. Во время работы двигатель нагревается. Если бы не было охлаждения, то горючая смесь могла бы преждевременно загораться. Двигатели внутреннего сгорания бывают с жидкостным или воздушным охлаждением.

Учитель: 

Не во всех двигателях есть свеча для воспламенения рабочей смеси. В дизельных двигателях воспламенение происходит за счет резкого сжатия (при этом увеличивается температура смеси).

    Ученик:  
  Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия сконструировал в 1897 г. немецкий инженер Рудольф Дизель. По имени изобретателя этот двигатель назван дизелем. В цилиндре дизеля происходит сжатие не горючей смеси, а чистого воздуха, который разогревается при сжатии до 650 °С. В момент подхода поршня к верхнему положению в цилиндр подается топливо через форсунку. В цилиндре топливо воспламеняется. Дизель более экономичен и более полно использует топливо. Дизельные двигатели приводят в действие большегрузные автомобили, тракторы, суда, тепловозы.

 Учитель: 

Тепловые машины широко используют на производстве и в быту. Автомобили перевозят грузы и пассажиров. Двигателями снабжены самолеты и вертолеты. С помощью ракетных двигателей осуществляются запуски искусственных спутников, космических кораблей и станций. Двигатели внутреннего сгорания широко используются в сельском хозяйстве. Их устанавливают на тракторах, комбайнах, насосных станциях.

Закрепление, проверка знаний (в форме выполнения заданий в рабочей тетради на печатной основе и взаимопроверки)

Страница 74  р.т. § 27 № 1, 2

Выводы:

ü  Тепловая машина преобразует внутреннюю энергию пара (газа) в механическую энергию.

ü  Для работы тепловой машины необходима повторяемость (цикличность) процесса.

ü  Тепловые машины являются основой механизации производства и быта.

Домашнее задание: §27, стр.131 вопросы  № 6-9,

                                       Р.т. № 3

 презентации (сообщения): «История открытий»  (И.И.Ползунов, Д. Папен, Т. Севери)

                                              «История нашего города»  (Волгодизельмаш )

Подведение итогов: оценивание ответов учащихся, выставление отметок, комментарии.