Bài 28. Động cơ nhiệt

GIÁO ÁN
BÀI 28. ĐỘNG CƠ NHIỆT


Kiểm tra bài cũ

Phương án TN: Có một chiếc bình chứa không khí và một ít nước, có nút kín. Đặt chiếc bình lên trên ngọn lửa đèn cồn. Hiện tượng gì sẽ xảy ra?
Trả lời: Khi đun nóng chiếc bình, nút bị bật ra.
Nêu cơ sở của dự đoán ?
Khi đun nóng bình, không khí giãn nở tạo ra áp lực đẩy nút bật ra.
Trong thực tế, người ta ứng dụng hiện tượng này bằng cách nào ?
Trong các động cơ nhiệt.
BÀI 28. ĐỘNG CƠ NHIỆT
Hoạt động 1. Tìm hiểu khái niệm động cơ nhiệt
- Động cơ nhiệt là những động cơ trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy chuyển hóa thành cơ năng.
Các loại động cơ nhiệt :
+ Động cơ nổ 4 kì : động cơ xăng, động cơ điêzen.
+ Động cơ nổ 2 kì.
+ Động cơ tuabin.
+ Máy hơi nước.
+ Động cơ phản lực.
Hoạt động 2. Tìm hiểu cấu tạo và chuyển vận của động cơ nổ 4 kì
- Hãy nêu các bộ phận chính của động cơ nổ 4 kì.
- Các bộ phận chính của động cơ nổ 4 kì:
Hoạt động 2. Tìm hiểu cấu tạo và chuyển vận của động cơ nổ 4 kì
- Động cơ nổ 4 kì chuyển vận như thế nào?
- Chuyển vận của động cơ nổ 4 kì:
Trong các kì đó, kì nào động cơ sinh công ?
Kì thứ 3, khi đốt nhiên liệu.
Khi đốt nhiên liệu, ngoài việc sinh công, động cơ còn có ảnh hưởng gì đến môi
trường ?
Động cơ còn tạo ra các loại khí thải, bụi và tiếng nổ lớn.
Những sự kiện đó gây ra những tác hại gì đối với môi trường xung quanh ?
Các ảnh hưởng của động cơ nhiệt đối với môi trường :
+ Các khí thải và bụi tác động đến đường hô hấp làm con người khó thở. Ngoài ra khí thải còn gây hiệu ứng nhà kính (là nguyên nhân làm Trái Đất nóng lên), bụi bám trên lá cây làm cây giảm khả năng quang hợp. Một phần chúng nhiễm vào thực phẩm, con người ăn phải thực phẩm đó cũng bị ảnh hưởng.
+ Âm thanh do tiếng nổ động cơ gây ra tình trạng ô nhiễm tiếng ồn tại đô thị và khu công nghiệp.
Một số hình ảnh về ảnh hưởng của động cơ nhiệt đối với môi trường.
Hoạt động 3. Tìm hiểu hiệu suất của động cơ nhiệt
Chỉ một phần nhỏ nhiệt lượng chuyển thành công có ích.
Trong các động cơ nhiệt có phải toàn bộ nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy chuyển thành công có ích hay chỉ một phần ?
Cơ sở nào khiến em khẳng định như vậy ?
Các sản phẩm khí thoát khỏi động cơ có nhiệt độ cao, mặt khác do ma sát (điều này không thể bỏ qua được) nên một phần cơ năng cũng mất đi do chuyển thành nhiệt.
Vậy thì đại lượng nào đặc trưng cho mức độ chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng ?
Đó là hiệu suất của động cơ.
Hãy viết biểu thức tính hiệu suất động cơ nhiệt.
A: Là công có ích
Q: Là nhiệt lượng cung cấp cho động cơ.
H: là hiệu suất, đơn vị %.
Hoạt động 4. Vận dụng
Động cơ nhiệt tiêu tốn năng lượng hóa thạch, mà năng lượng này hầu như không thể tái tạo được. Nếu sử dụng động cơ nhiệt sẽ dẫn đến cạn kiệt tài nguyên.
- Động cơ xăng 4 kì gây ra tình trạng nhiễu sóng truyền hình.
Ngoài những lợi ích to lớn, động cơ nhiệt cũng gây ra những tác hại đối với môi trường. Hãy kể thêm một số tác hại mà em biết.
- Hạn chế sử dụng động cơ nhiệt (chỉ dùng khi thật sự cần thiết).
- Nghiên cứu, cải tiến để sản xuất các động cơ nhiệt thân thiện hơn đối với môi trường và có hiệu suất cao hơn.
- Thay thế những động cơ đã cũ nát, tiêu tốn nhiên liệu và độc hại bằng các động cơ mới hơn.
- Sử dụng các động cơ khác thay thế động cơ nhiệt (động cơ điện) hoặc phối hợp sức kéo của động cơ và sức gió (thuyền buồm).
Làm thế nào để tránh được tác hại của động cơ nhiệt đối với môi trường ?
- Giảm ma sát.
- Đảm bảo nhiên liệu được đốt cháy tốt hơn.
- Tận dụng nhiệt lượng thừa trong hoạt động của động cơ vào những việc khác, chẳng hạn đun nước, sưởi ấm trong gia đình.
Làm thế nào để nâng cao hiệu suất của động cơ?
Các nhà khoa học đã chứng minh họ đã thành công trong việc cô lập và giữ lại khí cácbonic (sản phẩm chủ yếu trong quá trình đốt nhiên liệu).
Khí cacbonic bị thu giữ nhờ một loại vật liệu mới, gọi là cơ cấu zeolitic imidazolate, hay ZIF. Đây là những kết cấu hóa học tinh vi và có những lỗ li ti hình tổ ong (xem hình), với một bề mặt lớn, có thể nung ở nhiệt độ cao mà không bị phân huỷ và đun trong nước hoặc các dung môi hữu cơ trong một tuần mà không hề bị biến đổi.
“Với mỗi lít ZIF, ta có thể giữ tới 83 lít khí cacbonic”.
Có thể em chưa biết?
Hiện nay, nhằm làm giảm tác hại của việc sử dụng động cơ nhiệt người ta đang nghiên cứu, sử dụng nhiên liệu sinh học (ethanol-một sản phẩm của quá trình chưng cất rượu từ hạt ngũ cốc)a trong động cơ nhiệt. Các em hãy tìm hiểu những lợi ích và tác hại của việc sử dụng nhiên liệu sinh học đối với cuộc sống của con người.
Bài tập về nhà:
Cảm ơn sự chú ý theo dõi của các em!