«Энергия сгорания топлива»

План-конспект урока

по технологии «Деятельностный подход в обучении».
Учитель: Воротникова А.А.
8 А класс.
Тема: «Энергия сгорания топлива».
Цель: объяснить выделение энергии при сгорании топлива; ввести новую физическую величину – удельную теплоту сгорания топлива и ее единицу; получить формулу для расчета количества теплоты, выделяемое при сгорании топлива.

Ход урока.

Оргмомент.
Актуализация знаний.

Что такое внутренняя энергия?

Ответы на вопросы вывешиваются на доске.
Внутренняя энергия – это совокупность кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия.

Что такое количество теплоты?

Количество теплоты – это энергия, которую тело получает или отдает при теплопередаче.

Отчего зависит количество теплоты, необходимое для нагревания тела? (Массы вещества, рода вещества и разности температур.)
В каких единицах измеряется количество теплоты? (Дж).

Формулировка темы и цели урока.

Внутренней энергией обладают все тела – земля, кирпичи, облака. Однако извлечь их внутреннюю энергию довольно трудно, а порой и невозможно. Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя энергия лишь некоторых тел. К ним относятся: нефть, газ, уголь, горячие источники вблизи вулканов, морские течения и т.п.

Рассмотрим ГАЗ, как пример ТОПЛИВА.

Каждый день вы пьете перед школой чай и ставите греть чайник на газовую плиту. Что вы делаете перед тем, как поставить чайник на плиту?

Дети: Зажигаем огонь.
Как вы думаете, согреется ли вода, если газ не зажигать?
Дети: НЕТ.
Сделайте вывод: когда мы сможем получить энергию от газа?
Дети: При его горении.
Сформулируйте тему сегодняшнего урока.
Дети формулирую тему урока. Тема урока: Энергия сгорания топлива.
Для того чтобы нагреть разное количество воды необходимо разное количество энергии. Как узнать, сколько энергии нужно затратить, чтобы нагреть целый чайник?
Дети: Необходимо рассчитать.
Что необходимо для того, чтобы рассчитать количество теплоты?
Дети: Узнать формулу.
Сформулируйте цели урока, касающиеся изучения энергии сгорания топлива.
Дети формулирую цели урока.

Выяснить, почему при сгорании топлива выделяется энергия.
Вывести формулу для расчета энергии, выделяемой при сгорании топлива.

Открытие новых знаний.

Археологи установили: остаткам первых костров около 400000 лет! Тогда огонь получали случайно (от молнии, например) и поддерживали. Позднее (около 30000 лет тому назад) безвестные гении научились добывать огонь трением, а еще позднее изобрели огниво, которым и пользовались до XIX века. Спички появились совсем недавно, в 1855 году. Так же "не спеша" расширялась сфера использования огня - от обогрева пещер и приготовления пищи до плавления металлов и создания в конце XVIII века парового универсального теплового двигателя (паровая машина). Сегодня внутренняя энергия топлива используется так широко и разнообразно, что ощущается острая нехватка угля, нефти, газа, бензина.

Попытаемся выяснить за счет чего выделяется энергия при сгорании топлива. Одинаковая ли энергия выделяется при сжигании различных веществ, от чего это зависит? Узнайте формулу для расчета энергии сгорания топлива.
Работа в группах по парам.
Параграфы 10 на стр. 25

Физкультминутка.

Строение молекулы воды.

Н₂О

___________________атома водорода

___________________атома кислорода
Для того чтобы молекулу воды разделить на атомы, необходимо___________

_______________________________________________________________, т.е.

____________________________________________________________.

Следовательно, необходимо затратить_________________________________.

При сжигании топлива атомы соединяются в молекулы, и происходит______

__________________________________________________.

С + О = СО₂ + ________________

^{углерод кислород углекислый газ}
Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг, называется_______________________________________________________.

Единицы измерения удельной теплоты сгорания топлива

[q] = _________.

1 кг топлива – 1 Дж теплоты

2 кг топлива – 2 Дж теплоты

m кг топлива – mq Дж теплоты

Что такое удельная теплота сгорания?
Что значит – удельная теплоты сгорания бензина 4,6 * 10⁷ Дж/кг?
Формула для расчета количества теплоты, выделяемого при сгорании топлива.

В технике сгорание топлива используется, например, в двигателе внутреннего сгорания. Рассмотрим 2 вида двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания.

Карбюраторный двигатель. Этот двигатель – одна из разновидностей двигателей внутреннего сгорания. Его название подчеркивает, что, во-первых, сгорание топлива происходит внутри двигателя, а во-вторых, существенной его деталью является карбюратор – устройство для смешивания бензина с воздухом в нужных пропорциях.

Дизельный двигатель. В 1892 г. немецкий инженер Р. Дизель получил патент (документ, подтверждающий изобретение) на двигатель, впоследствии названный его фамилией. В цилиндры двигателя Дизеля засасывалась не смесь бензина и воздуха, как в карбюраторных двигателях, а только воздух. При сжатии воздуха температура возрастала настолько, что впрыскиваемое через специальную форсунку топливо сразу же воспламенялось (самостоятельно, без электрической искры). Образующиеся при этом газы выталкивали поршень обратно, осуществляя рабочий ход.

2 типа двигателя внутреннего сгорания

Первичное закрепление.

Решим все вместе задачу. Комментировано.

Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 10 кг древесного угля?

Самостоятельная работа.

Работа по карточкам в парах.
Сколько теплоты выделится при полном сгорании нефти, масса которого 2,5 т?

Решение задачи.

Вернемся к начальным целям урока.

Что такое удельная теплота сгорания топлива?
По какой формуле вычисляется количество теплоты, выделяемого при сгорании топлива?

Дети отвечают.

Повторение изученного.

А теперь закрепим нами изученное в виде самостоятельно работы на листочках по группам.

Решение задач по карточкам.
Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании спирта массой 100 г?

Сдаются листочки с решениями. Проверка с правильным решением на доске. У кого совпало решение? У кого нет? ( У кого решение не совпало, тот останется после урока для уточнения решения данной задачи).

Итоги урока.

Не смотря на все положительные моменты сгорания топлива, обострились и экологические проблемы. Количество сжигаемого топлива таково, что выделяемые при горении продукты не успевают рассеяться и накапливаются. Нарушается работа отлаженного, тонко согласованного механизма природы: меняется состав воздуха в больших городах и вблизи крупных энергетических предприятий, накапливается углекислый газ, порождающий парниковый эффект. С этим нельзя не считаться, слишком тяжелыми могут быть последствия для каждого и всех вместе: болезни, отравления, изменения климата.

Мероприятия по очистке воздуха от промышленных примесей:

В дымоходах ставят фильтры.
Увеличивают число зеленых насаждений.
Мощные сооружения по очистке воздуха от пыли, бактерий, вредных газов, для обогащения воздуха кислородом.

Желаю вам понимать положительные и отрицательные моменты сгорания топлива и уметь бережно относиться к той Земле, на которой вы живете.
Домашнее задание:

параграф 10, упр.5 (3)