Жылу қозғалтқыштары

Сабақтың тақырыбы:  Жылу қозғалтқыштары. Жылу қозғалтқыштарының жұмыс істеу принципі
Сабақтың мақсаты:
Білімділік: Оқушыларға жылу қозғалтқыштары туралы түсінік беріп, олардың жұмыс істеу принциптерімен таныстырып, іштен жанатын қозғалтқыштардың 4 тактысын түсіндіру.
Дамытушылық: физика пәніне қызығушылығын арттыру, ой-өрісін дамыту
Тәрбиелік: Ұқыптылыққа, іскерлікке, ынтымақтылыққа, жан-жақты болуға тәрбиелеу.
Сабақтың әдісі: түсіндірмелі
Сабақтың типі: жаңа білімді меңгерту
Сабақтың көрнекілігі: презентациялық слайд, интерактивті тақта, эл. оқулық дидиктикалық материалдар.
Сабақтың барысы:
1. Ұйымдастыру кезеңі.
2. Өткен тақырыпты қайталау.
• Өтілген тақырып бойынша тест сұрақтары:
1. Изохоралық процесс үшін термодинамиканың Ι заңы:
а) Q=A; б) Q= U+A; в) U= −A; г) Q= + U; д) а-г жауаптар ішінде дұрысы жоқ.
2. Егер идеал газ алған жылу мөлшері есебінен тек жұмыс атқаратын болса, онда газбен қандай процес жүрді?
а) изотермиялық процесс; б) изобаралық процесс; в) изохоралық процесс;
г) адиабаталық процесс; д) ондай процесс мүмкін емес.
3. Идеал газға 8 кДж жылу мөлшері берілді, осы кезде газдың ішкі энергиясы 14 кДж-ға артты.Газдың атқарған жұмысы:
а) 22 кДж; б) 6 кДж; в) -6 кДж; г) 8 кДж; д) ондай процесс мүмкін емес.
4. Идеал газбен 10 кДж жұмыс атқарылды.Осы кезде газ 6 кДж жылу мөлшерін береді.Газдың ішкі энергиясы …
а) 4 кДж-ға кеміді; б) 14 кДж-ға артты; в) 16 кДж-ға кеміді;
г) 10 кДж-ға артты; д) 4 кДж-ға артты.
6.Адиабаталық процесс үшін термодинамиканың Ι заңы:
а) Q=A; б) Q= U+A; в) A= − U ; г) Q= − U; д) а-г жауаптар ішінде дұрысы жоқ.
7. Адиабаталық ұлғаю кезінде газ салқындайды, себебі…
а) одан қандай да бір жылу мөлшері алынады;
б) газ ішкі энергиясының өзгерісіне тең жұмыс атқарады;
в) газдың атқарған жұмысы оған берілген жылу мөлшерінен көп;
г) газбен сыртқы күштер жұмыс атқарады, бірақ осы кезде одан көп мөлшерде жылу алынады;
д) а-г жауаптар ішінде дұрысы жоқ.
8. Газ поршень астында қыздыру кезінде атмосфералық қысымда ұлғаяды. Көрсетілген процестердің қайсысы жүріп жатыр.
а) Изобаралық б) Изотермиялық в) Изохоралық г) адиабаталық д) ешқандай
• 12 жаттығуды тексеру;
• §20, 21 бойынша сабақ сұрау.

3. Жаңа сабақ.
І. Техниканың дамып жетілуі отындағы ішкі энергияның орасан мол қорын барынша толық пайдалана білу. Ішкі энергияны пайдалану дегеніміз – осы энергияның есебінен пайдалы жұмыс істеу, мысалы, жүк көтеру, вагондарды жүргізу, т.б. Бұл ішкі энергияны механикалық энергияға айналдыру қажет дегенді білдіреді.Бұл түрленулер жылу қозғалтқыштары деп аталатын жылу машиналарының көмегімен жүзеге асырылады. Мұндай қозғалтқыштар 18 ғасырдың аяқ кезінде ойлап табылған болатын. Жылу машиналарының теориясында ТД-ның екінші бастамасы негізгі рөл атқарады.
Жылу машиналары деп жүйенің ішкі энергиясының бір бөлігін механикалық энергияға айналдыратын және соның есебінен жұмыс істейтін құрылғыларды айтады.
Жылу машиналарының басқа түрі – тоңазытқыш қондырғылар да бар. Олар мұздатқыш камерасы сияқты салқын денелен жылудың біраз бөлігін ала отырып, онда төменгі температураны ұстап тұру қызметін атқарады.
Қарапайым жылу қозғалтқышы дегеніміз қабырғасы нығыз кептелген, жоғары төмен қозғала алатын, поршені бар металл цилиндр ондағы отынның ішкі энергиясы поршеньнің механикалық энергиясына айналады.
Барлық қозғалтқыштарда отынның энергиясы, алдымен жоғары темп-ға дейін қыздырылған газдың немесе будың ішкі энергиясына өтеді. Ұлғайғанда газ сыртқы күштерге қарсы жұмыс атқарып, салқындайды, яғни оның ішкі эн/сы азайып, бір бөлігі мех/қ жұмысқа айналады.
Газдың ішкі энергиясының мех/қ эн/ға айналмай қалған бөлігі, салқындатқыш рөлін атқаратын тоңазытқыш деп аталатын сыртқы ортаға беріледі. Сонымен, барлық
жылу қозғалтқыштарының құрылымы үш негізгі бөліктен тұрады: отынның энергиясы бөлініп шығатын қыздырғыш; бу немесе газ болып болып табылатын жұмыс денесі; пайдаланылмай қалған жылу мөлшерін алатын суытқыш.
Ж.қ/ның жұмыс істеу процесінде жұмыстық дене қыздырғыштан Q1 жылудың біраз мөлшерін алады және
A= Q1- Q2
жұмыс жасай отырып, оның бір бөлігін механикалық энергияға айналдырады. Механикалық энергияға айналмай қалған Q2 жылу мөлшерін жұмыстық дене тоңазытқышқа береді.
Энергияның сақталу және айналу заңы бойынша:
Q1= А+Q2
ІІ. Жылу қозғалтқыштарының кең тараған түрлерінің бірі – бұл іштен жанатын қозғалтқыштар. Мұнда отын тікелей цилиндрде, қозғалтқыштың ішінде жанады. ІЖҚ сұйық отынмен немесе жанғыш газбен жұмыс істейді.
Қозғалтқыш ішінде поршені бар цилиндрден тұрады, поршень шатун арқылы иінді білікпен қоысылады. Білікке оның бір қалыпты айналуын қамтамасыз ететін ауыр доңғалақ орнатылған.
Цилиндрдің жоғарғы жағында екі қақпақша(клапан) бар; қозғалтқыш жұмыс істеп тұрғанда бұлар ашылып жабылып тұрады. Қақпақша арқылы цилиндрге жанғыш қоспа келеді, ол шам арқылы тұтандырылады, ал қақпақша арқылы пайдаланған газ сыртқа шығады. (Эл. оқулықтан видеобейне) .
Іштен жанатын қарапайым қозғалтқыштың төрт тактілі автокөлік қозғалтқышының жұмыс істеуін қарасытырайық. (Эл. оқулықтан видеобейне) .
Қозғалтқыштағы бір жұмыс циклі – поршеньнің төрт жүрісінің немесе төрт тактінің ішінде жүзеге асырылады. Сондықтан мұндай қозғ/р төрт тактілі қозғалтқыштар д.а.
Автокөліктерде көбіне төрт цилиндрлі ІЖҚ/р пайдаланылады.
4. Бекіту сұрақтары:
1. Жылу қозғалтқыштарды деп қандай құрылғыларды айтамыз?
2. Барлық жылу қозғалтқыштарының құрлысындағы негізгі бөліктері қандай?
3. Жылу қозғалтқыштардың қандай түрлері бар?
4. ІЖҚ деп қандай қозғалтқышты айтамыз?
5. Автокөліктерде көбіне қандай ІЖҚ пайдаланылады?

5.Үйге тапсырма: §22, 23 оқып келу; 2 оқушыға «ІЖҚ»; «Жылу қозғалтқыштары түрлерінің шығу тарихына экскурсия» туралы слайд жасап келу
Оқушыларды бағалау.