Интегрированный урок (физика – экология) в 8 классе по теме: «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды»
план-конспект урока по физике (8 класс) на тему

Интегрированный урок (физика – экология) в 8 классе по теме:

 «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды»

Учитель физики – Лукашева С.Ф.                                                                                                    Учитель биологии – Король И.Г.

Цели урока:

- объяснить принцип действия тепловых двигателей, определить КПД тепловых двигателей:

-   показать значение тепловых двигателей в жизни человека;

-   рассмотреть, в чем заключается вредное воздействие тепловых двигателей на окружающую среду и здоровье человека;                                                                           -

-   воспитание экологической культуры;

-   воспитание патриотических чувств.

Оборудование: набор стеклянных сосудов, пробка, спиртовка, модели тепловых двигателей, проектор, компьютер.

Демонстрационное обеспечение урока: презентация

Тип урока: изучение нового материала с использованием ИКТ

Методы: АМО, рассказ, беседа

                                                      Ход урока

Ι. Организационный момент

Учитель физики, учитель биологии.

II. Вхождение в тему урока. (Слайды №1-2)

Я еще не устал удивляться

Чудесам, что есть на земле, -

Самосвалу, свистку паровоза,

Автомобилю во дворе. 

Самолеты летят сквозь тучи,

Ходят по морю корабли, -

Как до этих вещей могучих

Домечтаться люди смогли. (В. Шефнер)

ΙΙI. Формирование ожиданий обучающихся.

Учитель физики.

  1.  Жизнь людей невозможна без использования различных видов тепловых двигателей. Двигатели составляют основу современной цивилизации. Без них мы не имели бы электроэнергии, не могли бы быстро перемещаться из одного места в другое, это различные виды транспорта„ Транспорт обязательное звено между заводами - изготовителями и потребителем.

Все тепловые двигатели работают на различном топливе. Каком? Использовать внутреннюю энергию топлива – значит совершать за счет нее полезную работу.

Эксперимент №1 ( Нагревание воды в пробирке, закрытой пробкой)

Эксперимент №2 (Подъем воды в колбе)

Что вы наблюдали? - Пар совершил работу. Внутренняя энергия топлива превратилась в механическую энергию. Q = ?

   IV. «Конструктор знаний»

Тепловые двигатели – устройства, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию. (Слайд №3)

  Видеофрагмент « Принцип действия теплового двигателя».

   Существует несколько видов двигателей (Слайд №4-8)

   Демонстрация  моделей тепловых двигателей.

   2. Рождение теплового двигателя было нелегким. Много изобретателей в разных странах работали над их созданием. Чтобы осознать громадное значение тепловых двигателей в жизни человеческого общества, проследим историю развития тепловых двигателей

 Выступления учащихся

 1-ый выступающий:(Слайды №9-11) Считается, что идея использования силы пара для превращения ее в энергию движения принадлежит Герону Александрийскому, жившему в 1 веке нашей эры и создавшему - "шар Эола". Это был металлический шар, вращающийся под давлением пара, и это была забавная игрушка.

  Архимед изобрел пушку, которая стреляла за счет энергии пара. Это медная пушка, дымоход которой разогревали докрасна и заливали водой, которая немедленно превращалась в пар. Давление пара мгновенно возрастало так, что этого было достаточно для выстрела железного шара находящегося в стволе. Ствол пушки – это цилиндр, по которому, как поршень, скользило ядро.

   Первая попытка поставить пар на службу человеку была предпринята в Англии в 1698 г. военным инженером Томасом Сэйвери. Он создал паровой водоподъёмник, предназначавшийся для осушения шахт и перекачивания воды, и ставший прототипом паровой машины.

  Затем появилась пароатмосферная машина английского инженера Томаса Ньюкомена. За один день она выполняла работу, которую бригада из 25 человек и 10 лошадей, работая посменно, раньше выполняла за неделю.

   В 1763 году  русский изобретатель Ползунов создает первую в России пароатмосферную  машину, которая могла  приводить в движение мехи для подачи воздуха к 10-12 плавильным печам.

   2-ой выступающий: (Слайд №12)  Создателем первой паровой машины, получившей широкое распространение, считается английский механик Джеймс Уатт.  С 1776 года началось фабричное производство паровых машин. В 1768 году на шахте горнозаводчика Ребука была построена большая машина Уатта, на изобретение которой он получил свой первый патент. (Предприниматель Болтон – деловой партнер Д.Уатта)

   Для измерения мощности паровых машин Уатт ввел понятие "лошадиная сила", которая используется и по настоящее время. Одну из машин Уатта купил пивовар, чтобы заменить ею лошадь, которая приводила в действие водяной насос. При выборе необходимой мощности паровой машины пивовар определил рабочую силу лошади как восьмичасовую безостановочную работу. Расчет показал, что каждую секунду лошадь поднимала 75 кг воды на высоту 1 метр, что и было принято за единицу мощности в 1 лошадиную силу.

Учитель физики.

    Работы Уатта положили начало промышленной революции вначале в Англии, а затем и во всем мире. Они сделало возможным создание парохода (1807 г.) и паровоза (1814 г.) (Слайд № 13 ) 

  3-ий выступающий : (Слайды № 14-16)  Первые изобретения самодвижущихся повозок, оснащенных паровыми двигателями относятся к концу 18 века. Слово "автомобиль" и означает "самодвижущаяся повозка".                                                                                                                            Самым первым автомобилем в натуральную величину стал тягач с паровым двигателем, созданный в 1769 году французом Николасом Куньо для перевозки орудий. Машина двигалась со скоростью 3,6 км/час, но только в течение 12 мин, поскольку на большее не хватало ни воды, ни пара. Вскоре Кюньо построил новый, больший по размерам тягач. Однако во время демонстрации у машины заклинило механизм управления, и машина, поехав не в ту сторону, врезалась в кирпичную стену, развалив её, а паровой котёл вдобавок взорвался...  Затем появились первый компактный паровой автомобиль англичанина Ричарда Трейвисика, предназначенный для перевозки людей -  «Пыхтящий Дьявол»(15 км/ч), автомобиль-амфибия, паровые кареты–дилижансы, трактор с паровым двигателем. Интересно, что человек, управлявший автомобилем, назывался водителем, а человек, стоящий сзади, который разжигал паровой котёл – шофёром

Учитель физики.

   По мере увеличения количество парового транспорта на дорогах английское  правительство  стало  издавать   очень  строгие  правила для паровых дилижансов. 

Первое правило:
Впереди  каждого парового  дилижанса,  на   расстоянии  пятидесяти  пяти метров,  должен идти человек с красным флагом. При  встрече  с каретами или всадниками  он  должен  предупреждать  путников о том, что  за  ним следует паровик.

Второе правило:
Машинистам строго воспрещается пугать лошадей свистками.  Выпускать пар из машин разрешается только в случае отсутствия на дороге лошадей.

Третье правило:
Скорость  движения  паровика  не   должна превышать  в  деревне  шести километров в час, а в городе - трех километров.

Вот какие правила: не свисти, не дыши, и ползи, как черепаха! 

Учитель экологии.

Физминутка - Отдых для глаз (упражнения: «СКВОЗЬ ПАЛЬЦЫ"»,

 « ПИСЬМО НОСОМ»)

                                                                                                                                                       Учитель физики.                                                                                                                               V. Проработка содержания темы.

Тепловой двигатель состоит из нагревателя ( энергия топлива - Q1), рабочего тела ( газ или пар) и холодильника (атмосфера - Q2) (Слайд №17-18)

Чем больше Ап, тем экономичней двигатель.  Ап - ?

КПД  - понятие введено для характеристики экономичности теплового двигателя            

 КПД =Ап/Q1,  Ап = Q1 – Q2

Учитель экологии.                                                                                                               4.Экологические проблемы, связанные с использованием тепловых двигателей (Слайды №19-20)                                                                                                               Количество сжигаемого топлива таково, что выделяемые при горении продукты не успевают рассеяться, накапливаются и начинают вносить свою лепту в отлаженный, тонко согласованный механизм природы: меняется состав воздуха в больших городах и вблизи крупных энергетических предприятий, накапливается углекислый газ, порождающий парниковый эффект. Последствия сжигания топлива: кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение атмосферы, загрязнение почвы, воды и др

Человек не мыслит сейчас  своего существования без автотранспорта, но если посмотреть на это удобство с  другой стороны - с точки зрения загрязнение окружающей среды.

84 % выбросов в атмосферу города Саратова производят не промышленные предприятия, а автотранспорт. Саратов и Балаково стабильно входят в число 40 самых загрязненных городов Российской Федерации. И это при том, что в Саратове, к примеру, отсутствуют предприятия металлургии и другие подобные "грязные" производства. Состав вредных веществ (их выделяется около 200 видов) существенно зависит от рода применяемого топлива, режима работы двигателя, от его технического состояния, условия движения автомобилей. Пример: один легковой автомобиль поглощает из атмосферы больше 4 тонн кислорода, выбрасывает с выхлопными газами около 800 кг СО, 40кг оксидов азота, 200кг различных углеводородов. Эксплуатация автотранспорта может вызвать три «вредных» эффекта: а) выделение в атмосферу токсичных веществ; б) шумовое воздействие; в) эрозию почвы.

 Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу одним автомобилем в течение часа  (г.)

   Пути ликвидации экологических проблем связанных с применением тепловых двигателей. (Слайд №21)

Чтобы уменьшить загрязнения окружающего воздуха работающими тепловыми двигателями, необходимо…(Выбрать верные утверждения)

1. Более полное сгорание топлива в двигателях.
2. Более тщательная очистка газов, выделяющихся топками электростанций и двигателями внутреннего сгорания.
3. Поиск более «чистого» горючего.
4. Использование двигателей с небольшим КПД.
5. Не экономить воду, электроэнергию.
6. Не уничтожать зеленый покров земли

ΙΙΙ. Итог урока (Слайд №23)

Учитель физики.                                                                                                                        

• Тепловые двигатели – это   …
• Любой тепловой двигатель состоит из   …
• Четыре вида тепловых двигателей -  …
• КПД  теплового двигателя равен   …
• КПД  теплового двигателя всегда меньше    …

Учитель экологии.

Являются ли тепловые двигатели помощниками человека? Врагами ?

Вывод: Для того чтобы тепловые двигатели были помощниками человека на современном этапе, необходимо:                                                                        

- Не уничтожать зеленый покров Земли;                                                                                      - Посадить и вырастить дерево;                                                                                                          - Не ездить без нужды на автомобиле, мотоцикле;                                                                          - Экономить воду, электроэнергию;                                                                                                 - Охранять лес, родники, речушки.    

Береги свою планету!

Есть одна планета-сад

В этом космосе холодном

Только здесь леса шумят.

Воздух нежно голубой

Дышится легко и вволю.

Забываем мы порой:

Воздух дан в аренду нам,

Он один на всех землян.

Чтобы жизнь торжествовала,

Охранять нам воздух надо.

Береги свою планету.

Ведь другой на свете нету!

VI. Домашнее задание: П. 21,24.  Какие виды тепловых двигателей вы используете дома, их характеристики. (письменно в тетради)

     VII.  Рефлексия.

Список используемых ресурсов:                                                                          http://ru.wikipedia.org                                                                                                           http://school28.tomsk.ru

http://otherreferats.allbest.ru                                                                                                    http://www.cap.ru                                                                                                                       http://www.saratov-media.ru 

http://class-fizika.narod.ru                                                                                                                            А.А. Фадеева, А.В. Засова ФИЗИКА 7-8-9 Книга для учителя М: Просвещение,2000.