Урок 25. Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей

ЗАДАНИЕ К УРОКУ № 48

Дата 26.11.2020                     Группа СЗ-112

Дисциплина/МДК/УП:  Физика

Темы урока:   Тепловой двигатель

План занятия:

Задание:

1. Изучите материал с сайта РЭШ https://resh.edu.ru/subject/lesson/3763/start/160222/ Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей класс 10

2. На оценку «3»

Списать в тетрадь глоссарий (ниже взять из конспекта)

 

На «4» и «5»

Раскрыть тему «Тепловой двигатель» (ТД) в удобной для вас форме.

Это может быть конспект в тетради, доклад в компьютерном виде (не более 2 страниц), аудиозапись вашим голосом, видеозапись вас, как вы рассказываете.

Но по определенному плану:

а)определение теплового двигателя (сокращённо ТД);

б)виды ТД;

в) схема ТД и принцип действия;

г)определение КПД, формула расчета, КПД различных видов двигателей(процентное соотношение);

д) охрана природы (можно пользу людям от ТД и вред окружающей среде).

 

 

3. Срок сдачи сегодня до 06.11.2020

Желаю плодотворной работы.

Конспект урока

Физика, 10 класс

Урок 25. Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) Понятие теплового двигателя;

2)Устройство и принцип действия теплового двигателя;

3)КПД теплового двигателя;

4) Цикл Карно.

Глоссарий по теме

Тепловой двигатель – устройство, в котором внутренняя энергия топлива превращается в механическую.

КПД ( коэффициент полезного действия) – это отношение полезной работы, совершенной данным двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.

Двигатель внутреннего сгорания – двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя.

Реактивный двигатель – двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.

Цикл Карно – это идеальный круговой процесс, состоящий из двух адиабатных и двух изотермических процессов.

Нагреватель – устройство, от которого рабочее тело получает энергию, часть которой идет на совершение работы.

Холодильник – тело, поглощающее часть энергии рабочего тела (окружающая среда или специальные устройства для охлаждения и конденсации отработанного пара, т.е. конденсаторы).

Рабочее тело - тело, которое расширяясь, совершает работу (им является газ или пар)

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 269 – 273.

2. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. -М.: Дрофа,2014. – С. 87 – 88.

Примеры и разбор решения заданий

1. Какую среднюю мощность развивает двигатель автомобиля, если при скорости 180 км/ч расход бензина составляет 15 л на 100 км пути, а КПД двигателя 25%?

Дано: v=180км/ч = 50 м/с, V = 15 л = 0,015 м³, s = 100 км = 10⁵ м, ɳ = 25% = 0,25, ρ = 700 кг/м³, q = 46 × 10⁶ Дж/кг.

Найти: N.

Решение:

Запишем формулу для расчёта КПД теплового двигателя:

Работу двигателя, можно найти, зная время работы и среднюю мощность двигателя:

Количество теплоты, выделяющееся при сгорании бензина, находим по формуле:

Учитывая всё это, мы можем записать:

Время работы двигателя можно найти по формуле:

Из формулы КПД выразим среднюю мощность:

.

Подставим числовые значения величин:

После вычислений получаем, что N=60375 Вт.

Ответ: N=60375 Вт.

2. Тепловая машина имеет КПД 25 %. Средняя мощность передачи теплоты холодильнику составляет 4 кВт. Какое количество теплоты рабочее тело получает от нагревателя за 20 с?

Дано: ɳ = 25%, N = 4000 Вт, t = 20 с.

Найти: Q₁.

Решение

=

– это количество теплоты, отданное холодильнику

Конспект урока с сайта РЭШ

Физика, 10 класс

Глоссарий по теме

Работа системы против внешних сил – это работа, которую совершает газ, преодолевая внешнее давление.

Адиабатный процесс – это процесс, протекающий в системе без теплообмена.

Необратимый процесс – Необратимым называется такой процесс, который самопроизвольно протекает только в одном направлении; в обратном направлении он протекает так, что система не проходит через те же состояния и не возвращается в исходное состояние.

Первый закон термодинамики – закон сохранения энергии для термодинамических систем.

Количество теплоты, сообщённое системе, равно сумме работы газа против внешних сил и изменения внутренней энергии системы.

Второй закон термодинамики определяет направление термодинамических процессов. Одна из формулировок второго закона: невозможен такой процесс, единственным результатом которого является переход тепла от менее нагретого тела к более нагретому телу.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Обязательная литература:

Мякишев Г. Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 216-224.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. - М.: Дрофа, 2009.- С.81-89.

Основное содержание урока

Закон сохранения энергии, записанный применительно к термодинамической системе, выглядит следующим образом:

Q = A ^/ + ∆U,

где Q – количество теплоты, переданное системе;

A ^/ - работа системы (газа);

∆U - изменение внутренней энергии системы (газа).

Первый закон термодинамики: сообщенное системе количество теплоты расходуется на совершение системой работы против внешних сил и изменение внутренней энергии системы. Если работу совершают внешние по отношению к системе тела, то работа газа считается отрицательной, работа внешних тел положительной и А = - A ^/

Тогда первый закон термодинамики лучше написать в виде ∆U = Q + А.

ЗАДАНИЕ К УРОКУ № 48

Дата 26.11.2020                     Группа СЗ-112

Дисциплина/МДК/УП:  Физика

Темы урока:   Тепловой двигатель

План занятия:

Задание:

1. Изучите материал с сайта РЭШ https://resh.edu.ru/subject/lesson/3763/start/160222/ Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей класс 10

2. На оценку «3»

Списать в тетрадь глоссарий (ниже взять из конспекта)

 

На «4» и «5»

Раскрыть тему «Тепловой двигатель» (ТД) в удобной для вас форме.

Это может быть конспект в тетради, доклад в компьютерном виде (не более 2 страниц), аудиозапись вашим голосом, видеозапись вас, как вы рассказываете.

Но по определенному плану:

а)определение теплового двигателя (сокращённо ТД);

б)виды ТД;

в) схема ТД и принцип действия;

г)определение КПД, формула расчета, КПД различных видов двигателей(процентное соотношение);

д) охрана природы (можно пользу людям от ТД и вред окружающей среде).

 

 

3. Срок сдачи сегодня до 06.11.2020

Желаю плодотворной работы.

Конспект урока

Физика, 10 класс

Урок 25. Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) Понятие теплового двигателя;

2)Устройство и принцип действия теплового двигателя;

3)КПД теплового двигателя;

4) Цикл Карно.

Глоссарий по теме

Тепловой двигатель – устройство, в котором внутренняя энергия топлива превращается в механическую.

КПД ( коэффициент полезного действия) – это отношение полезной работы, совершенной данным двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.

Двигатель внутреннего сгорания – двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя.

Реактивный двигатель – двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.

Цикл Карно – это идеальный круговой процесс, состоящий из двух адиабатных и двух изотермических процессов.

Нагреватель – устройство, от которого рабочее тело получает энергию, часть которой идет на совершение работы.

Холодильник – тело, поглощающее часть энергии рабочего тела (окружающая среда или специальные устройства для охлаждения и конденсации отработанного пара, т.е. конденсаторы).

Рабочее тело - тело, которое расширяясь, совершает работу (им является газ или пар)

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 269 – 273.

2. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. -М.: Дрофа,2014. – С. 87 – 88.