Конспект урока «Коэффициент полезного действия» по физике для 9 класса

Автор: Даутова Гульсесек Вазировна

Место работы: МОУ СОШ им. Исхакова А. С.с. Уральск

Должность: Учитель физики

Источники материалов: В. И. Лукашик, В. И. Иванова, сборник задач для 7-9 классов по физике

Урок № 20.

Тема: § 24. Коэффициент полезного действия

Цели:

Учебные: Дать понятие КПД, Научить вычислять КПД, закрепить навыки решения задач по теме «Тепловые явления»

Развивающие: Развивать познавательные интересы в процессе решения физических задач, развивать умения пользоваться физическими понятиями в жизни.

Воспитательные: Активизация деятельности учащихся и повышение роли физики, способствовать формированию научных убеждений.

Практические: Научить объяснять устройство и действие двигателя внутреннего сгорания и парового двигателя.

Тип урока: Урок изучения нового материала.

План урока

1. Организация начала урока – 2 мин

2. Проверка выполнения домашнего задания - 2 мин

3. Всесторонняя проверка знаний – 3 мин и 10 мин

4. Физминутка.

5. Подготовка к усвоению нового материала. 3 мин

6. Усвоение новых знаний – 10 мин

7. Первичная проверка понимания учащимися нового материала – 5 мин

8. Закрепление новых знаний – 5 мин

9. Подведение итогов – 3 мин

10. Информация о домашнем задании, инструкция о его выполнении - 2 мин

Ход урока

1. Объявить цели урока.

2. Выполнение домашнего задания на доске

3. А) Повторить физические величины, единицы измерения и формулы на доске:

- Обозначение количества теплоты - Q

- Единица измерения количества теплоты - Дж

- Формула для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении – Q=cm(t1-t2)

- Обозначение удельной теплоты сгорания топлива – q

- Формула для вычисления количества теплоты, выделяющегося при сгорании топлива – Q=qm

- Обозначение удельной теплоты плавления и кристаллизации– лямбда

- Формула для нахождения количества теплоты, необходимого для плавления и кристаллизации вещества

- Обозначение удельной теплоты порообразования и конденсации – L

- Формула для вычисления количества теплоты, необходимого для порообразования и конденсации

Б) Чтобы узнать тему урока, каждому ученику нужно решить по 1 задаче и по правильному ответу получить буквы, из которых мы сложим словосочетание, которое будет означать тему.

(В. И. Лукашик, В. И. Иванова)

1. 1011. Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь массой 0, 35 т, если при ее остывании температура изменилась на 50 градусов по Цельсию?

880*350кг*50=15400000Дж=15400кДж

2. 1012. Какое количество теплоты выделилось при охлаждении чугунной болванки массой массой 32 кг, если ее температура изменилась от 1115 до 15 градусов по Цельсию?

540*32кг*(1115-15)=19008000Дж=19008кДж

3. 1008. Стальное сверло массой 10 г при работе нагрелось от 15 до 115 градусов по Цельсию. Сколько энергии израсходовано двигателем на нагревание сверла?

500*0,01*(115-15)=500Дж

4. 1007. Стальная деталь массой 20 кг при обработке на токарном станке нагрелась на 50 градусов по Цельсию. На сколько джоулей увеличилась внутренняя энергия детали?

500*20кг*50=500000Дж=500кДж

5. 1019. Какое количество теплоты получила вода при нагревании от 15 до 25 градусов по Цельсию в бассейне, длина которого 100 м, ширина 6 м, глубина 2 м?

4200*1000*(100*6*2)*10=50400000000Дж=5,04*10 в 10 степени

6. 1036. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании бензина массой 5 кг?

4,6*10 в 7 степени*5кг=23*10 в 7 степени Дж

7. 1021. Вычислите, на сколько градусов нужно повысить температуру куска свинца массой 100 г, чтобы внутренняя энергия его увеличилась на 280 Дж.

280:(140*0,1)=20

8. 1080. Какое количество теплоты поглощает при плавлении кусок свинца массой 1 г, начальная температура которого 27 градусов по Цельсию?

0,001кг*0,25*10 в 5 степени+0,001*140*300=67Дж

9. 1080. Какое количество теплоты поглощает при плавлении кусок олова массой 10 г, взятого при температуре 32 градуса по Цельсию?

0,01кг*0,59*10 в 5 степени+0,01*230*200=590+460=1050Дж

10.1117. Какое количество теплоты выделяется при конденсации 2,5 кг водяного пара при температуре 100 градусов по Цельсию?

2,3*10 в 6 степени*2,5=5750000Дж=5750кДж

11. 1119. Из чайника выкипела вода объемом 0,5 л, начальная температура которой была равна 10 градусов по Цельсию. Какое количество теплоты оказалось излишне затраченным?

2,3*10 в 6 степени*0,5=1,15*10 в 6 степени

12. 1079. Какое количество теплоты поглощает при плавлении лед массой 5 кг, если начальная температура льда 0 градусов по Цельсию?

3,4*10 в 5 степени*5кг=17*10 в 5 степени

Составим тему урока: Коэффициент полезного действия.

4. Физминутка

5. Объяснить на моделях принцип действия двигателя внутреннего сгорания

и паровой турбины.

6. Работа по новой теме:

Учитель: Какие двигатели вы знаете?

Ученик: Двигатель внутреннего сгорания, паровая турбина, дизельный двигатель, электрический двигатель, двигатель на солнечной энергии.

Учитель: мы будем рассматривать тепловые машины: преобразуют внутреннюю энергию в механическую. Что является источниками энергии?

Ученик: Различные виды топлива, энергия ветра, солнечная энергия, энергия приливов и отливов.

Учитель: Никогда не может произойти эквивалентного преобразования внутренней энергии в работу: часть внутренней энергии уходит на нагревание деталей машин, на преодоление трения в узлах, на рассеивание в окружающую среду. Большая часть энергии не используется полезно.

Тепловой двигатель состоит из нагревателя (бензин, дизельное топливо, природный газ, топливо), рабочего тела (газ или пар от нагревателя), холодильника – атмосфера.

КПД – характеристика экономичности различных двигателей.

Ап – совершенная полезная работа двигателя

Q1 – количество теплоты, полученное от нагревателя

Q2 – количество теплоты, отданное холодильнику

КПД – отношение совершенной полезной работы двигателя к энергии, полученной от нагревателя.

Написать формулу

КПД всегда меньше 1, или меньше 100%.

КПД двигателя внутреннего сгорания 20-40 %

КПД паровых турбин – 30-40%

КПД дизельных двигателей- 35-42%.

При использовании тепловых машин остро встает вопрос загрязнения окружающей среды.

7. Вопросы:

Что такое КПД?

Почему КПД не может быть 100%?

Почему в тепловых двигателях только часть энергии превращается в механическую?

8. Задача № 1143.

Ап=1,89*10 в 7 степени Дж

Q1=qm

КПД=(Ап:qm)*100%=0,3*100%=30%

№ 1144 – самостоятельно

9. Итоги урока

Оценки

Вопросы:

Что узнали на уроке?

Ответы учеников.

10. Домашнее задание: § 24, Задание 5: подготовить сообщения.

Задачи:

1. Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь массой 0, 35 т, если при ее остывании температура изменилась на 50 градусов по Цельсию?

2. Какое количество теплоты выделилось при охлаждении чугунной болванки массой массой 32 кг, если ее температура изменилась от 1115 до 15 градусов по Цельсию?

3. Стальное сверло массой 10 г при работе нагрелось от 15 до 115 градусов по Цельсию. Сколько энергии израсходовано двигателем на нагревание сверла?

4. Стальная деталь массой 20 кг при обработке на токарном станке нагрелась на 50 градусов по Цельсию. На сколько джоулей увеличилась внутренняя энергия детали?

5. Какое количество теплоты получила вода при нагревании от 15 до 25 градусов по Цельсию в бассейне, длина которого 100 м, ширина 6 м, глубина 2 м?

6. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании бензина массой 5 кг?

7. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании каменного угля массой 10 кг.

8. Сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы получить столько энергии, сколько ее выделяется при сгорании бензина объемом 6 кубических метров?

9. Вычислите, на сколько градусов нужно повысить температуру куска свинца массой 100 г, чтобы внутренняя энергия его увеличилась на 280 Дж.

10. Какое количество теплоты поглощает при плавлении кусок свинца массой 1 г, начальная температура которого 27 градусов по Цельсию?

11. Какое количество теплоты поглощает при плавлении кусок олова массой 10 г, взятого при температуре 32 градуса по Цельсию?

12. Какое количество теплоты выделяется при конденсации 2,5 кг водяного пара при температуре 100 градусов по Цельсию?

13. Из чайника выкипела вода объемом 0,5 л, начальная температура которой была равна 10 градусов по Цельсию. Какое количество теплоты оказалось излишне затраченным?

14. Какое количество теплоты поглощает лед массой 5 кг, если начальная температура льда 0 градусов по Цельсию?

Ответы к задачам:

15400кДж КО

19008кДж ЭФ

500Дж ФИ

500кДж ЦИ

5,04*10 ЕНТ

23*10 ПО

20 ЛЕЗ

67Дж НО

1050Дж ГО

5750кДж ДЕЙ

1,15*10 СТВИ

17*10 Я