Урок 9. Решение задач

Задачи урока: продолжить формирование умений выделять и описывать термодинамические процессы, в частности характеризовать КПД идеального цикла тепловых двигателей; уделить внимание контролю знаний школьников, организации исправления недостатков.

План урока

Этапы урока	Время, мин	Приёмы и методы
I. Совершенствование знаний и умений	20-25	Повторение теории. Решение задач. Обсуждение результатов
II. Контроль знаний и умений	20-25	Письменная работа: тест или задачи
III. Домашнее задание	1	Запись на доске

I. Повторение и углубление ранее изученного материала организуется в форме выполнения коллективных и индивидуальных заданий. ПО усмотрению учителя некоторые из них проговариваются и обсуждаются. Приведём примеры задач и заданий.

1. Письменно воспроизвести опорный конспект предыдущего урока. (см. табл. 28). Задание предлагается нескольким ученикам.

Одновременно делается сообщение об индивидуальном задании. Фронтально повторяются вопросы: какие термодинамические процессы вы знаете? Каковы основные законы этих процессов ? В чём значение устройства, названного тепловым двигателем? Каковы основные его элементы? В чём состоит принцип его действия? Докажите, что работа теплового двигателя подчиняется законам термодинамики. Как определить КПД теплового двигателя? Определите по графику цикла теплового двигателя, на каком из участков рабочее тело находится в контакте с нагревателем, на каком - с холодильником (рис. 133). (Ответ. На участке 1-2 и 2-3 - с нагревателем.) Совершает ли такой двигатель полезную работу?

2. После повторения теории учитель даёт дополнение. Для идеального цикла Карно КПД может быть вычислен по формуле

Ƞ=

т.е. КПД зависит лишь от температуры нагревателя и холодильника.

3. Коллективно решаются задачи, подобные приведённым ниже.

Задача 1. Оцените КПД двигателя Дизеля, если при сгорании горючей смеси температура повышается до 2000 .

Задача 2. Оцените КПД ранее продемонстрированного теплового двигателя при предположении, что наблюдаемый процесс идеальный (см. рис. 131).

Вопрос: во сколько раз при оценке мы ошиблись? (Ответ. Нагреватель имеет температуру 100 , холодильник - температуру воздуха; отсюда Ƞ=20%. Если считать тепловую машину паровой, то с учётом её простейшей конструкции КПД не может быть больше 10%, т.е. ошибка более чем в два раза.)

Задача 3. В идеальной тепловой машине с КПД 30% количество теплоты, полученное газом от нагревателя, равно 1- кДж. Какова температура нагревателя, если температура холодильника 23 ? Какое количество теплоты получил холодильник?

Ответ. Около 420 К, 7 кДж.

Вопросы: к какому виду тепловых двигателей можно отнести ружьё, холодильник? (Ответ. К поршневым.) Докажите, используя формулу для КПД теплового двигателя, что абсолютный нуль недостижим. Каковы направления совершенствования тепловых двигателей? (Ответ. Повышение КПД за счёт повышения температуры нагревателя, сокращения тепловых потерь, использования экологически чистого топлива - водорода и др.; изменение пропорции тепловых двигателей в сторону более экономичных; улучшение за счёт регулирования процессов сгорания.)

II. Для самостоятельной работы лучше всего подобрать тест (см., например: Кабардин О. Ф. и др. Задания ля итогового контроля знаний учащихся по физике. - М.: Просвещение, 1994. - С.114).

III. Домашнее задание: § 84, упр. 15(15, 16).