4.Оголошення теми, плану та постановка мети заняття.

ТЕМА: Теплові машини. ККД теплових машин. Вплив теплових двигунів на оточуюче середовище.

ПЛАН

1. Теплові машини. ККД теплового двигуна.

2. Історія створення автомобіля.

3. Вплив теплових двигунів на навколишнє середовище.

4. Автомобіль на газовому двигуні.

5. Автомобіль на водневому двигуні.

6. Автомобіль на електричному двигуні.

II. Інформаційний етап.

Викладач: На території нашої Рівненської області, в селищі Городок, на базі тракторного заводу ведеться проект створення автомобільного заводу «ГОРОДОК» і нам необхідно розробити автомобіль нового покоління, який буде найбільш ефективним і екологічно чистим . З цією метою наша група була поділена на три конструкторські бюро «Газовик», «Водень», «Електрик», яким необхідно було підготовити проекти автомобілів, які будуть використовувати як паливо: газ, водень і електричний струм. Крім того в нас є група екологів, які розкриють негативний вплив теплових двигунів на навколишнє середовище, група істориків, які підготували проект про історію створення перших автомобілів, група журналістів, які проводили моніторинг з питань доцільного використання автомобілів, необхідності зміни двигунів та доцільності будівництва автомобільного заводу «Городок».

Крім того мені приємно представити наших гостей:

• директор автомобільного заводу «Городок», де буде вироблятись наш автомобіль;

• директор автомобільного салону «УкрАвто», де буде реалізовуватись продукція заводу «ГОРОДОК»;

• представник екологічної служби нашого міста.

III. Виконавчий етап.

Викладач: Сьогодні важко знайти людину, яка б не знала, що таке автомобіль і яка його користь у повсякденному житті. Але так було не завжди.

Історик повідомляє історію створення автомобіля ( див. додаток №2)

Викладач: Як відомо основними двигунами для автомобілів є двигуни внутрішнього згоряння (мал.3). Двигун внутрішнього згоряння - тепловий двигун, в якому хімічна енергія палива, яке згоряє в камері згоряння двигуна, перетворюється в механічну енергію. Двигун внутрішнього згоряння складається мал. 3

з кривошипно-шатунного та газорозподільного механізмів і систем живлення, запалювання (для двигунів низького стиску), охолодження, мащення та регулювання. Для роботи двигуна внутрішнього згоряння застосовують різне паливо: бензин, спирт, дизельне паливо, природний і генераторний гази. За робочим циклом двигуни внутрішнього згоряння поділяються на двигуни швидкого згоряння (цикл Отто), повільного (цикл Дизеля) та мішаного (цикл Сабате); за видом палива - на газові та двигуни рідкого палива (легкого й важкого); за способом заповнення циліндрів робочою сумішшю - 4- і 2-тактні; за способом утворення пальної суміші - на двигуни з зовнішнім і внутрішнім сумішоутворенням. При згорянні палива в двигуні внутрішнього згоряння лише частина його тепла (25-40%) перетворюється в механічну роботу на валу двигуна, решта (60-75%) - це теплові втрати. У двигунах з самозабезпеченням від стиску тепло використовується краще, ніж у двигунах з запалюванням від електричної іскри. Кожен із цих типів двигунів має свої переваги і недоліки. Головний недолік, що вони забруднюють навколишнє середовище.

Розв’язок задачі з коментарем ( Див. додаток №3 )

Скільки літрів бензину витратив автомобіль потужністю 100 кВт на шляху у 240 км, який він пройшов зі швидкістю 80 км/год ? ККД двигуна становить 35 %.

Еколог 1

Для спалювання палива в теплових машинах витрачається велика кількість кисню від 15 % до 30%, який виробляється зеленими рослинами і навпаки викидають в атмосферу оксиду карбону ( СО₂). У відпрацьованих газах автомобілів утримується близько 280 шкідливих компонентів, деякі з них мають канцерогенні властивості.

Рівень вуглекислого газу продовжує підвищуватись, а разом з цим підвищується і температура. Вчені прогнозують, що глобальне потепління підніме температуру в полярних регіонах значно вище, аніж деінде. Це призведе до танення льодовиків, лише за останнє десятиліття північна шапка потоншала на 2 %. Дві найвідоміші кризи – глобальне потепління та зменшення озонового шару в стратосфері – підсилюють одна одну і так чи інакше пов’язані з використанням теплових двигунів та фреону.

Еколог 2

Підраховано, що один автомобіль за рік викидає в атмосферу 600 — 800 кг оксиду вуглецю, близько 200 кг незгорілих вуглеводнів і близько 40 кг оксидів азоту. Відомо на 100 м обабіч доріг уміст свинцю в ґрунті та рослинах перевищує норму в 8-17 разів, а кадмію, нікелю, міді, цинку – в 2-3 рази. Ці зони зовсім непридатні для випасу худоби та заготівлі сіна, посадки плодово-ягідних культур. Тому вживання в їжу плодів та ягід, зібраних уздовж автотрас, звичайно неприпустиме.

Забруднення природного середовища шкідливими речовинами в першу чергу впливає на здоров’я людини, спричиняє збільшенню захворювань серцево-судинної системи, утворенню злоякісних пухлин, захворювання крові. Особливо небезпечним є свинець, він може негативно впливати на мозок і сприяти утворенню злоякісних пухлин.

Вчитель: Давайте коротко і лаконічно визначимо проблеми застосування теплових машин:

• Забруднення повітря та руйнування озонового шару;

• Забруднення ґрунту;

• Парниковий ефект;

• Погіршення здоров’я людей;

Усі вищенаведені дані свідчать про те, що використання теплових двигунів чинить украй негативний вплив на оточуюче середовище. Через наявність шкідливих речовин у повітрі, воді, ґрунті, хворіють люди, потерпає прекрасний світ рослин і тварин. Негативні зміни у навколишньому середовищі можуть привести людство до глобальної катастрофи, відгуки якої ми можемо відчувати вже зараз. Людина відповідає за цей світ, за збереження у ньому гармонії і краси, а тому необхідним на нашу думку , є пошук шляхів покращення світової екології.

«Поганий той птах, який забруднює власне гніздо», - говорить народне прислів’я. Та не вже людство та кожен із нас починає уподібнюватися такому птахові? Ні!

Вчитель: Давайте розглянемо ці напрямки докладніше і перейдемо до заслуховування проектів двигунів нового типу, які розробляли три проектні організації «Газовик», «Водень», «Електрик». Бензин стає дорожчим з кожним днем і його давно хочуть замінити природним газом і синтетичними газами, спиртом, який отримують із різної сировини: починаючи від тростини до апельсинових шкірок. Воднем.

До вашої уваги проект автомобіля, що працює на газовому двигуні.

Конструкторське бюро № 1. («Газовик») Див. дод. №4

Вчитель: Як зараз, так і в майбутньому, автомобілі на паливних елементах з використанням водню - одні з найбільш ефективних і чистих. Водневе паливо може конкурувати з бензином, а заправні станції можуть сформувати розгалужену регіональну мережу, налагоджену і рентабельну. Кілька демонстраційних автомобілів на стиснутому водні вже мають пробіг без дозаправки більш 500 км.

Конструкторське бюро № 2. «Водник») Див. дот. №5

Вчитель: 2011 рік запам’ятається в історії як зародження ери електрифікації автомобільного транспорту. Дорогу до електричного майбутнього проклали автомобільні гібриди, проте наступне покоління автомобілів вже буде використовувати електродвигуни у якості основного двигуна і заряджатися від звичайних розеток, як всі мобільні телефони.

Конструкторське бюро № 3. («Електрик») Див. додаток №6

Готуючись до даного заняття ми мали можливість відвідати автомобільний салон «УкраАвто» де передбачається продаж нашого автомобіля. Ознайомились із автомобілями, які представлені в автосалоні та їхніми характеристиками. Дізнались, як відбувається сервісне обслуговування автомобілів.

Відеофрагмент автомобільного салону

Які автомобілі представлені в автосалоні?

Які перспективи розвитку автосалону?

Оголошення статистичних даних Див. додаток №7

Розв’язування задач ( Див. додаток № 8)

Яку корисну роботу виконає двигун екологічно чи­стого автомобіля з ККД, що становить 30 %, якщо використає 15 л спирту?