Главная / Физика / Конспект урока по физике на тему "Паровая турбина. КПД теплового двигателя" (8 класс)

Конспект урока по физике на тему "Паровая турбина. КПД теплового двигателя" (8 класс)

Никитина Ю.С.

Конспект урока на тему:

«Паровая турбина. КПД теплового двигателя».


Класс: 8 «А», 8 «Б», 8 «В».

Тип урока: комбинированный.

Цели урока:

Стратегические: формирование физической картины мира, миропонимания.

Тактические: добиться прочного усвоения знаний, уменьшить число неуспевающих детей, развить интерес к изучению физики у всех учащихся данного класса, развить мышление посредством проблемного, частично – поискового методов, развить у учащихся мыслительные операции: анализ, сравнение, обобщение.

Оперативные:

  • Когнитивные: учащиеся должны изучить устройство, принцип действия и назначение тепловых машин на примере паровой турбины, давать определение КПД тепловых машин.

  • Аффективные: учащиеся должны проявлять самостоятельность в учебной работе, должны внимательно слушать высказывания учителя и одноклассников, принимать активное участие в беседе, обсуждать, выполнять данные учителем задания, подчиняться правилам и нормам поведения.


Структура урока:


Этапы

Методы и формы

Средства

Время

1

Организационный момент

Словесный, фронтальная

Слово учителя, слово учащихся

3

минуты

2

Повторение ранее изученного материала

Словесный, фронтальная


Слово учителя, слово учащихся, мел, доска

10 минут


3

Изучение нового материала

Фронтальная, словесный (беседа), индивидуальный, частично- поисковый

Учебник, слово учителя, слово учащихся, мел, доска, тетрадь, ручка, паровая турбина, ДВС.

25

минут

4

Закрепление и обобщение знаний

Фронтальная, практический, работа с учебником

Мел, доска, слово учителя, слово учащихся.

5

минут

5

Домашнее задание

Словесный, фронтальная

Доска, мел, слово учителя

2

минуты


Ход урока:

  1. Организационный момент.

Учитель приветствует учащихся и отмечает отсутствующих.


  1. Повторение ранее изученного материала.

Устный опрос учащихся:

  1. Из каких тактов состоит работа двигателя внутреннего сгорания?

  2. В каком из тактов внутренняя энергия топлива превращается в механическую, то есть двигатель совершает работу?

  3. Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания?


  1. Изучение нового материала.

В современной технике широко применяют другой тип теплового двигателя. В нем пар или нагретый до высокой температуре газ вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала. Такие двигатели называют турбинами.

Паровая турбина представляет собой насаженный на вал массивный диск. По ободу диска закреплены лопасти. Около лопастей расположены трубы – сопла, в которые поступает пар из котла. Работает турбина следующим образом. Пар, полученный в паровом котле под большим давлением, имеет температуру близкую к 6000С. Он направляется в сопло и в нем расширяется. При расширении пара происходит превращение его внутренней энергии в кинетическую энергию направленного движения струи пара. Струи пара, обладающие большой кинетической энергией, поступают из сопла на лопасти турбины и приводят диск турбины в быстрое вращательное движение. Вал и диск с лопастями образуют ротор турбины, который помещается в корпус. По всей поверхности корпуса помещаются сопла.

hello_html_m75a4f016.png

Схема устройства паровой турбины.

В современных турбинах применяют не один, а несколько дисков, насаженных на общий вал. Пар последовательно проходит через лопасти всех дисков, отдавая каждому из них часть своей энергии.

hello_html_3ac795ff.png

Несколько дисков насаженных на один вал.

Паровые турбины широко применю на современных тепловых и атомных электростанциях, где паровую турбину соединяют с генератором электрического тока.

Тепловые электростанции работают по следующему принципу: топливо сжигается в топке парового котла. Выделяющееся при горении тепло испаряет воду, циркулирующую внутри расположенных в котле труб, и перегревает образовавшийся пар. Пар, расширяясь, вращает турбину, а та. В свою очередь, - вал электрического генератора. Затем отработавший пар конденсируется, вода из конденсатора через систему подогревателей возвращается в котел.

hello_html_m4077b5d0.png

Схема работы тепловой электростанции.

Турбины имеют ряд преимуществ по сравнению с другими тепловыми двигателями. Они выгодны и экономичны, поскольку используют в качестве рабочего тела водяной пар, а для его получения возможно применение любого, в том числе достаточно дешевого топлива. Кроме того, турбины позволяют получать довольно большие мощности, а их КПД составляет 30-40%.

Паровые турбинные двигатели нашли также широкое применение на водном транспорте. Их применению на сухопутном транспорте и тем более в авиации препятствует необходимость иметь топку и котел для получения пара, а также большое количество воды для использования в качестве рабочего тела.

В нашей стране строят паровые турбины мощностью от нескольких киловатт до 1 200 000 кВт. Постепенно находят все более широкое применение газовые турбины, в которых вместо пара используются продукты сгорания газа.

Любой тепловой двигатель превращает в механическую энергию только незначительную часть энергии, которая выделяется топливом. Большая часть энергии топлива не используется полезно, а теряется в окружающем пространстве.

Тепловой двигатель состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника. Газ или пар, который является рабочим телом, получает от нагревателя некоторое количество теплоты. Рабочее тело, нагреваясь, расширяется и совершает работу за счет своей внутренней энергии. Часть энергии передается атмосфере — холодильнику — вместе с отработанным паром или выхлопными газами.

Очень важно знать, какую часть энергии, выделяемой топливом, тепловой двигатель превращает в полезную работу. Чем больше эта часть энергии, тем двигатель экономичнее.

Для характеристики экономичности различных двигателей введено понятие коэффициента полезного действия двигателя — КПД.

Отношение совершенной полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя, называют коэффициентом полезного действия теплового двигателя.

КПД теплового двигателя определяют по формуле

hello_html_m5f46169d.gif

hello_html_m28a28f9e.gif

где Ап — полезная работа, Q1 — количество теплоты, полученное от нагревателя, Q2 — количество теплоты, отданное холодильнику, Q1 –Q2 — количество теплоты, которое пошло на совершение работы. КПД выражается в процентах.

Например, двигатель из всей энергии, выделившейся при сгорании топлива, расходует на совершение полезной работы только одну четвертую часть. Тогда коэффициент полезного действия двигателя равен ¼ или 25% .

КПД двигателя обычно выражают в процентах. Он всегда меньше единицы, т. е. меньше 100% . Например, КПД двигателей внутреннего сгорания 20 — 40% , паровых турбин — выше 30% .


  1. Закрепление и обобщение знаний.

Вопросы:

  1. Какие тепловые двигатели называют паровыми турбинами?

  2. Каковы основные части турбины?

  3. Какими преимуществами обладает турбина по сравнению с двигателем внутреннего сгорания?

Подготовьте доклад на одну из тем (по желанию):

  1. Как образуется роса, иней, дождь и снег.

  2. Круговорот воды в природе.

  3.  Литье металлов.

  4. История изобретения паровых машин.

  5. История изобретения турбин.

  6. Первые паровозы Стефенсона и Черепановых.

  7. Достижения науки и техники в строительстве паровых турбин.

  8. Использование энергии Солнца на Земле.


  1. Домашнее задание.

§ 23, 24, упр. 17, Л. - № 1145, 1146, задание после параграфа 24

4


Конспект урока по физике на тему "Паровая турбина. КПД теплового двигателя" (8 класс)
  • Физика
Описание:

Тема урока "Паровая турбина. КПД теплового двигателя" изучается в 8 классе. Я предлагаю вашему вниматию комбинарованный урок, который состоит из следующих этапов: организациооный момент, повторение ранее изученного материала, изучение нового материала, закрепление и обобщение знаний, домашнее задание. В разработке урока поставлены цели. На этапе изучения нового материала проводится сравнение тепловых машин, рассматривается строение паровой турбины, описывается основная характеристика тепловых машин - коэффициент полезного действия. В конце урока учитель предлагает ряд тем для рассмотрения на следующем уроке (темы докладов).

Автор Никитина Юлия Сергеевна
Дата добавления 19.11.2014
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров 5111
Номер материала 3839
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓