Жылу қозғалтқыштары
Сабақтың тақырыбы
Жылу қозғалтқыштары. Жылу қозғалтқыштарының жұмыс істеу принципі. Іштен жанатын қозғалтқыш.
Сабақтың мақсаттары
- Білімділік: жылу қозғалтқыштары, олардың жұмыс істеу принципі және іштен жанатын қозғалтқыш туралы теориялық білім беру.
- Дамытушылық: оқушылардың логикалық ойлауын дамыту және пәнге қызығушылығын арттыру.
- Тәрбиелік: жауапкершілікке, шапшаңдыққа және төзімділікке тәрбиелеу.
Сабақ туралы
- Сабақтың типі
- Аралас
- Сабақтың әдісі
- Түсіндірмелі
- Пәнаралық байланыс
- Химия, география, биология
- Көрнекілігі
- Интерактивті тақта
Сабақ барысы
- Ұйымдастыру: сәлемдесу, түгендеу, психологиялық дайындық, көңіл күйін бақылау, зейінді сабаққа шоғырландыру.
- Үй тапсырмасын тексеру: өткен тақырып бойынша сұрақ-жауап, есептердің дұрыстығын тексеру.
- Жаңа сабақ: жылу қозғалтқыштарының анықтамасы, құрылымы және жұмыс принципі.
- Бекіту: тест тапсырмалары және есеп шығару.
- Қорытындылау, бағалау, үй тапсырмасы.
Үй тапсырмасын тексеру: есеп №15
Берілгені
- Q = 3·107 Дж
- A′ = 5·107 Дж
Табу керек
ΔU – ?
Шешуі
ΔU = A′ − Q
ΔU = 5·107 − 3·107 = 2·107 Дж
Жаңа сабақ: жылу қозғалтқыштары
Негізгі идея
Ішкі энергия — энергияның маңызды түрлерінің бірі. Оны әртүрлі отын түрлерін жағу арқылы алып, соның есебінен пайдалы жұмыс атқаруға болады. Ішкі энергияның механикалық энергияға айналуы адамдардың практикалық қызметі мен техниканың дамуы үшін ерекше мәнге ие.
Бұл түрленулер жылу қозғалтқыштары (жылу машиналары) арқылы жүзеге асады. Жылу машиналарын түсіндіруде термодинамиканың екінші бастамасы маңызды рөл атқарады.
Анықтама: жылу қозғалтқышы — жүйенің ішкі энергиясының бір бөлігін механикалық энергияға айналдырып, сол арқылы жұмыс істейтін құрылғы.
Жылу машиналарының түрлері
Жылу машиналарына тек қозғалтқыштар ғана емес, сонымен бірге тоңазытқыш қондырғылар да жатады. Тоңазытқыш жүйелері (мысалы, мұздатқыш камера) салқын денеден жылудың бір бөлігін алып, төмен температураны ұстап тұрады.
Тарихи мысал
Қарапайым жылу қозғалтқышы — қабырғасына тығыз орналасқан, жоғары-төмен қозғала алатын поршені бар металл цилиндр. Онда отын жанғанда бөлінген ішкі энергия поршеньнің механикалық энергиясына айналады. Мұндай қозғалтқыш XVII ғасырдың соңында жасалып, кейіннен едәуір жетілдірілді.
Жұмыс істеу принципі
1) Энергияның берілуі
Барлық қозғалтқыштарда отын энергиясы алдымен жоғары температураға дейін қыздырылған газдың немесе будың ішкі энергиясына өтеді.
2) Ұлғаю және жұмыс
Ұлғаю барысында газ сыртқы күштерге қарсы жұмыс атқарады және салқындайды. Демек, ішкі энергияның бір бөлігі механикалық жұмысқа айналады (мысалы, турбина білігін айналдырады).
3) Артық жылуды әкету
Ішкі энергияның жұмысқа айналмаған бөлігі сыртқы ортаға (суытқышқа, тоңазытқышқа) беріледі.
Негізгі бөліктері
- Қыздырғыш: отын энергиясы бөлініп, жұмыстық дене (бу немесе газ) қыздырылатын бөлік.
- Жұмыстық дене: қыздырғыштан жылу алып, ұлғайып механикалық жұмыс атқаратын газ немесе бу.
- Суытқыш (тоңазытқыш): пайдаланылмай қалған жылуды қабылдап алатын сыртқы орта.
Формула
Жұмыстық дене қыздырғыштан Q1 жылу алады да, A = Q1 − Q2 жұмыс атқарады.
Энергияның сақталуы
Энергияның сақталу және айналу заңы бойынша: Q1 = A + Q2.
Сабақты бекіту
№1 (тест)
Суретте изохоралық процестерді көрсететін график бойынша дұрыс жауаптар: 1, 5, 8.
Қорытындылау
Жаңа тақырып бойынша сұрақ-жауап ұйымдастыру, негізгі анықтамалар мен формулаларды қайталау.
Назарға алынатын тұстар
- Жылу қозғалтқышының анықтамасы және қызметі
- Қыздырғыш, жұмыстық дене, суытқыш ұғымдары
- A = Q1 − Q2 және Q1 = A + Q2
Бағалау және үй тапсырмасы
Оқушылардың үй тапсырмасын орындауы және есеп шығару дағдылары бойынша бағалау жүргізіледі.
Үйге тапсырма
- §22 және §23 тақырыптарын оқу
- №5 есепті шығару
№5 (тест/есеп мазмұны)
Идеал газды P–V диаграммасында көрсетілгендей 1-қалыптан 2-қалыпқа көшіргенде істелетін жұмысты анықтау.