Урок по теме «Тепловые двигатели» 8 класс. (1 часть) разработка учителя физики МОУ-гимназия 12 г. Белгорода Кривчиковой Г.П.

ОХЛАЖ Д ЕНИЕ ВДАО СИПРТ С Н Е Г Л П АВ ЛЕНИЕ ЕТМПЕРАТУ РА ЕВТЕР Л ЯМБД А РТУТЬ

ДВИГАТЕЛЬ – ЭТО УСТРОЙСТВО, ПРЕОБРАЗУЮЩЕЕ ЛЮБОЙ ВИД ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСКУЮ.

До второй половины 18 века люди для нужд производства использовали водяные двигатели (водяные колеса). Мастерские и фабрики строились на берегах рек. Недостатки: малая мощность, зависимость работы от времени года, дорогостоящее строительство плотин и устройство искусственных водоемов. Возникла идея использовать водяной пар.

Паровая машина (тепловой двигатель) – это устройство, в котором внутренняя энергия пара (нагретого газа) превращается в механическую.

Виды тепловых машин: Паровая машина Двигатель внутреннего сгорания Паровая и газовая турбина Реактивный двигатель

Тема урока: Тепловой двигатель. Цели урока: 1. Рассмотреть устройство и принцип действия двигателя внутреннего сгорания. 2. Выяснить, где применяется ДВС. 3. Проблемы, возникающие при использовании ДВС.

Прообразы паровых машин мы находим в древности В 3 веке до нашей эры великий греческий математик и механик Архимед построил пуш- ку, которая стреляла с помощью пара.

ГЕРОНОВ ШАР ГЕРОН АЛЕКСАНДРИЙСКИЙ, ЖИВШИЙ В 1 ВЕКЕ НАШЕЙ ЭРЫ СОЗДАЛ ЭОЛИПИЛ. ЭТО БЫЛ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ШАР, ВРАЩАЮЩИЙСЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ПАРА. ГЕРОН ЧАСТО ИСПОЛЬЗО- ВАЛ ЭНЕРГИЮ ПАРА В СВОИХ ИЗОБРЕТЕНИЯХ: ДЛЯ ОТКРЫВАНИЯ РАЗДВИЖНЫХ ДВЕРЕЙ В ХРАМАХ, ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЕ В ДВИЖЕНИЕ РУК СТАТУЙ БОГОВ. ОН ОСТАВИЛ МНОГО ЧЕРТЕЖЕЙ. ЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ, ОПЕРЕДИВШИЕ СВОЕ ВРЕМЯ, СМОГЛИ ПО ДОСТОИНСТВУ ОЦЕНИТЬ ЛИШЬ В СРЕДНЕВЕКОВЬЕ.

Схема машины Д.Папена (1674 год) В нижнюю часть цилиндра насы- пали порох, затем поджигали. Образовавшиеся газы толкали поршень вверх. После этого поршень с наружной стороны обливали холодной водой. Поршень под действием собственного веса и атмосфер- ного давления опускался вниз, поднимая при этом груз.

1698 год. В новом двигателе Д.Папен вместо пороха использовал воду. Воду наливали под поршень, и цилиндр снизу разогревали. Образующийся пар поднимал поршень. Цилиндр обливали холодной водой. Когда пар конденсировался, поршень опускался вниз. Эту машину можно было применять для приведение в действие насоса.

Английский кузнец Томас Ньюкомен в 1712 Усовершенствовал машину Папена тем, что в цилиндр через нижний клапан подавался уже готовый пар. Главной деталью его был поршень (3), уравно- вешенный грузом (4) и двигавшийся в большом вертикальном цилиндре (2). Давление пара, подаваемого в цилиндр из котла (1), поднимало поршень. Впрыскивание холодной воды из резервуара (5) осаждало пар и создавало в цилиндре вакуум. Атмосферное давление опускало поршень вниз. Охлаждающая вода и сконденсированный пар выпускались из цилиндра по трубе (6), а излишний пар из котла через предохранительный клапан (7).

Первые промышленные двигатели Первым применением двигателя Ньюкомена была откачка воды из глубокой шахты. Схема работы паровой машины Ньюкомена. – Пар показан лиловым цветом, вода - синим. – Открытые клапаны показаны зелёным цветом, закрытые - красным

Машина И.И.Ползунова (1763 год) Универсальная машина непрерывного действия предназначалась для воздуходувных мехов, нагнетающих воздух в плавильные печи.

Машина Джемса Уатта (1784 год) Придумал двойное действие машины, направляя поочередно пар то справа от поршня, то слева от поршня. Машина стала мощнее. Работала плавно. Меньше требовалось пара, меньше расходовалось топлива. Двигатель годился для любой машины.

Применение паровых двигателей Паровые двигатели применяли во всех отраслях производства. Они широко использовались в промышленности, на транспорте и стали в свое время "двигателями технического прогресса". Самым первым автомобилем в натуральную величину стал тягач с паровым двигателем, созданный в 1769 году Нико- ласом Жозефом Куньо для пе- ревозки орудий. Машина двигалась со скоростью 3,6 км/час.

ПАРОВЫЕ ДИЛЕЖАНСЫ

1783 год - По реке Соне близ Лиона поплыл первый в истории пароход.

Первый в мире паровоз Стефенсона 1812 год

Паровой молот

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.

Однако у паровых двигателей коэффициент полезного действия равен всего 5%. Из каждых 1000 кг топлива на полезную работу тратилось всего лишь 50 кг! Поэтому в начале 20 века паровые двигатели уступили свое место двигателям внутреннего сгорания, которые пришли на смену паровым и более экономно расходовали тепло, были более легкими и могли обеспечить высокую мощность при значительном уменьшении размеров. ДВС создан в 1860 году французским инженером Э. Ленуаром.