Муниципальное общеобразовательное учреждение Городищенская средняя общеобразовательная школа №1

Интегрированный урок по физике в 10 классе

Тема: «Автомобиль: благо цивилизации или её бич?»

Разработала учитель

физики высшей категории

Бубенец Валентина Ивановна

2011г

Интегрированный урок (физика + экология)

Методическое обоснование:

После изучения в 10-м классе тем по физике «Принципы действия тепловых двигателей; КПД тепловых двигателей. Охрана окружающей среды» я провожу обобщающий интегрированный урок в форме пресс-конференции.

Урок в форме пресс-конференции выбран в связи со стремлением привлечь максимальное число учащихся к живой творческой работе, т.к. материал объемный, интересный, связан с жизнью и доступен для школьников. Класс разбивается на две группы: специалистов и журналистов. Специалистам даётся задание подобрать материал и изложить его с использованием наглядных пособий. Журналисты должны подготовиться и во время пресс-конференции задавать вопросы специалистам.

Опыт проведения такой пресс-конференции предлагается ниже.

Цель пресс-конференции:

Выработать у учащихся навык анализировать проблему и находить пути её решения.

Обсуждаемые проблемы:

1. Применение топлива, используя ДВС

2. Проблемы, созданные в результате их применения.

3. Пути выхода из сложившейся обстановки.

Задачи урока:

- повторение и систематизация знаний о принципах действия двигателей

внутреннего сгорания (ДВС), видах топлива;

- развитие способности учащихся анализировать ситуации, связанные с

охраной атмосферы;

- формирование умения работать с дополнительной литературой;

- воспитание бережного и разумного отношения к окружающей среде, умения

работать коллективно.

Эпиграф на доске:

«Или люди сделают так, чтобы в воздухе было меньше дыма, или дым сделает так, что на земле станет меньше людей».

(Л. Дж. Баттан).

ТСО и наглядные пособия:

- кодоскоп

- таблица «Двигатель типа «Дизель»;

-рисунки: «Икарус» с газовыми баллонами, фотография Земли из космоса;

- интерактивная доска.

Виды и приёмы деятельности:

- сообщения учащихся на основе самостоятельной работы с дополнительной

литературой;

- проверка выполнения опережающих заданий;

- обобщение по проведённой исследовательской работе на основе местного

материала;

- решение задач экологического содержания;

- сопоставление разных видов двигателей;

- диалог в ходе обсуждения поднятых проблем;

- коллективное заполнение таблицы по итогам конференции;

- коллективное заполнение таблицы по итогам конференции;

- коллективное составление рекомендаций по охране окружающей среды в

условиях использования автомобильного транспорта;

- работа в тетрадях (составление опорной таблицы и её заполнение по итогам конференции).

Содержание и ход работы:

Здравствуйте уважаемые гости, представители прессы и журналисты. Сегодня мы собрались на пресс-конференцию «Автомобиль: благо цивилизации или её бич?»

Обсуждаемые проблемы перед вами (записаны на доске). Этот урок я хочу начать с фотографии Земли (вид Земли на интерактивной доске), полученной из космоса. (Приложение 1).

Сразу вспоминаются слова Дарриуса Джоржа: «Земля – это не массивный гигант, а скорее всего, хрупкий ёлочный шарик». Именно на такой прекрасной планете люди наедине с природой задумываются всё чаще: «Вот пройдёт лет десять – и что останется от этой речки, от этого леса, от этого поля? Всё ли останется таким прекрасным, или всё будет задымлено, загажено чем-то.»

Для того, чтобы защитить Землю, природу, нужно «знать врага в лицо». Для этого мы с вами сегодня собрались.

Конференция считается открытой. Итак, пожалуйста, первый вопрос.

Журналист 1.

Я, …, представляю газету “Транспорт”. Мы знаем, что в автомобильном транспорте используются карбюраторные и дизельные двигатели. Читатели нашей газеты интересуются: «Каковы преимущества дизельного двигателя перед карбюраторным?». Спасибо.

Инженер-конструктор 1.

Карбюраторный ДВС имеет карбюратор – устройство, в которое поступает бензин и воздух, при этом получается горючая смесь. Напомним принцип работы четырёхтактного карбюраторного двигателя (используется модель ДВС). Рассказывается кратко о четырех тактах работы двигателя. Малая масса, компактность, сравнительно высокий КПД(25-30%) обусловили широкое применение карбюраторных двигателей.

Есть недостатки:

Работа на дорогом высококачественном топливе, сложны по конструкции, их выхлопные газы загрязняют атмосферу.

Более экономичен четырёхтактный дизельный ДВС. В 1892 году немецкий инженер Рудольф Дизель получил патент на двигатель, в цилиндре которого сжимается воздух, а не горючая смесь. Он работал без карбюратора и свечи, расходуя меньше топлива. Такой двигатель работает на дешевых сортах топлива. Рассказывается о четырех тактах работы дизельного двигателя.

Вывод: Кпд выше, чем у карбюраторного ≈ 40%.

Журналист 1:

При работе ДВС выбрасывается в атмосферу большое количество обработанных газов. Прошу специалистов объяснить вред выбросов автотранспорта.

Эколог 1:

Вред окружающей среде наносят вещества, находящиеся в выхлопных газах (CO, CO2, SO2, др.) самым коварным газом является угарный газ(CO) - отравление через дыхательные пути. При сильном отравление человек погибает от кислородного голодания. А вот большое количество углекислого газа, выбрасываемое в атмосферу, ведёт к образованию парникового эффекта, т.к. он задерживает инфракрасное излучение Земли. Это может привести к повышению температуры на земной поверхности и поднятию уровня Мирового океана на 50 м.

Журналист 2:

Мы сегодня выслушали инженера-конструктора, который убеждал нас, что дизельные двигатели имеют большое количество преимуществ по сравнению с карбюраторным. И как представитель журнала «Техника молодёжи» прошу ответить специалистов, насколько экономичнее дизельный двигатель по сравнению с карбюраторным.

Инженер-консультант 2.

Я отвечу на этот вопрос расчётной задачей.

Задача: Определите КПД карбюраторного автомобиля ЗИЛ – 130, если расход топлива составил 326г, и дизельного двигателя автомобиля Кам А3-5320, расход топлива составляет 224г при выполнении одинаковой работы, равной 1кВт/ч.

Проектируется решение задачи на экран (Приложение 2). Инженер доказывает преимущества дизельного ДВС.

Журналист 3:

Я представляю журнал «Природа и человек». Мой вопрос: «Экологически дизельные двигатели чище карбюраторных или нет?»

Сотрудник ЦНИИАТ (центр научного исследовательского института автомобильного транспорта):

Дизельные двигатели уменьшают загрязнение окружающей среды. Выброс таких вредных веществ, как оксид углерода и углеводороды, на 50-90% ниже. В продуктах сгорания газодизельной смеси токсичных веществ в два-три раза меньше, а это существенно для городов.

В некоторых городах появились «Икарусы» с двумя вместительными баллонами на крыше. Они работают на смеси дизельного топлива и природного газа. Этот автобус экологически чистый.(Приложение 3)

Машины на спирте, биогазе уже имеются в различных государствах.

Журналист 4:

Я представляю журнал «Природа и экология». Меня интересует такой вопрос: «Сколько расходуется кислорода за 8-ми часовой рабочий день карбюраторным двигателем?»

Эколог 2:

Для убедительности моих цифр, я приведу расчётную задачу

Задача: Сколько кислорода расходуется при 8 ч работе двигателя, если при сжигании 1 кг. бензина требуется 2,5 кг. кислорода? Расход бензина 19 кг/ч. (Приложение 4).

Обратите внимание на информацию к размышлению!

Как видите, цифры поразительны! Что предпринимают рационализаторы в области уменьшения потребления кислорода двигателями?

Рационализатор:

Какие сейчас используются пути уменьшения загрязнения окружающей среды? Назову один из них.

Использование для автомобильных двигателей топлива, не содержащего соединения свинца. Перспективными в этом направлении являются разработки и испытание автомобилей, в которых вместо традиционных двигателей ВС применяются электродвигатели, питающиеся от аккумуляторных батарей, или двигателей, использующих в качестве топлива водород. Однако здесь возникает масса технических проблем, не имеющих решения до настоящего времени. В Германии сконструирован двигатель, использующий в качестве топлива растительное масло.

В Японии концерном «Тойота» создан прогулочный автомобиль – прототип будущего электромобиля. Топливный элемент вырабатывает электроэнергию в результате электрохимической реакции между кислородом и водородом, выхлоп такого автомобиля экологически чист, он содержит лишь водяные пары. КПД двигателя - 60,% т.е. почти в 2 раза выше, чем у обычных бензиновых двигателей. Такая машина пока имеет очень высокую себестоимость.

Эколог 3; 4:

В настоящее время воздействие человека на окружающий мир стало настолько мощным, что он стал с трудом справляться с последствиями этих воздействий.

Мы вдвоём провели исследовательскую работу, которая убеждает нас в этом.

Экологи рассказывают о проделанной исследовательской работе «Определение содержания свинца в растениях». (Приложение 5)

Что получилось у нас? (местный материал)

У берега реки Мечётки нет желтого осадка, у Зенитки очень тонкий слой желтого осадка, а вот у автобусной остановки высота желтого осадка составила 3мм (в пробирках).

Журналист 5:

Я представляю газету «Сад и огород». Скажите, пожалуйста, как использовать полученный вами материал в жизни?

Эколог 4:

Грибы у обочин трасс, где проезжает большое количество автомобилей собирать нельзя, также ягоды, фрукты будут содержать вредные вещества.

Журналист 6:

Газета «Охрана природы». Что нужно предпринимать, чтобы автомобиль стал благом цивилизации?

Эколог 5:

Наша страна обязалась выполнять по Женевскому соглашению 1987г. Стандарты по экологии автотранспорта. С этой целью разрабатываются мероприятия по охране окружающей среды. Например:

1.Предельная скорость машин в городе не 80 км/ч, а 50-60 км/ч – минимум вредных выбросов.

2.Вывод из городской черты грузовых транзитных потоков.

3.Посты ДППД, которые проверяют количество выбросов (CO) легковых автомобилей.

4.Резкие разгоны и торможения – ведётся разъяснительная работа среди водителей и т.д.

Заключительное слово учителя:

На этом наша пресс-конференция завершена. И я буду рада, если вы извлечёте пользу из неё. Если вы станете политиками, юристами, экономистами, будете претворять в жизнь программу-минимум по защите окружающей среды, это станет вашей жизненной необходимостью.

Итак, подведём итоги всему сказанному сегодня.

Использую материал конференции, я предлагаю заполнить учащимся таблицу (Приложение 6). На основе заполненной таблицы придумать и написать решения, которые мы можем вынести по сегодняшнему уроку.

Решения записываются в тетради (Приложение 7). Это предполагаемые решения, которые могут вынести ученики.

Спасибо журналистам за вопросы, спасибо специалистам за ответы. В заключение хочу сказать, что каждый из нас в ответе за чистоту на нашей планете.

«О люди! Берегите Землю!

Неповторимую среди планет!

Планета у нас одна, это наш дом,

И её судьба не безразлична для всех людей!»

(С.А. Радкевич)

Благодарю вас за внимание. Урок окончен.

Литература

1. Демкович В.П., Демкович Л.П. Сборник задач по физике М. Просвещение

1981г.

2. Изергин Э.Т. Физика в школе №1,1997г.

3. Небел Б. Наука об окружающей среде. М.: Мир, 1993г.

4. Новиков Ю.В., Голубев И.Р. Окружающая среда и транспорт. М. Транспорт,

1987г.

5. Спасский Б.И. Хрестоматия по физике. М.: Просвещение, 1991г.

6. Тур Е.Я. и др. Устройство автомобиля. М.: Машиностроение, 1990г.

7. «Физика». Приложение к газете «Первое сентября» №38, 2000г.

Приложение 1.

Приложение 2. Таблица 6 Дж

Дано: -3 А qб. = 46 · 10

m1 =326г. 326 ·10кг. ŋ= кг.

-5 Q 6 Дж

A=1кВт/ч 36 · 10 Дж. Q1= m1q б.. qд.т. = 42 · 10

-3

m2=224г 224 ·10кг. Q2= m2q д.т кг.

ŋ1=? ŋ2=?

Решение:

-3 6 Дж 6

Q1 = 326 · 10 кг. · 46 · 10 = 15 · 10 Дж.

кг.

-3 6 Дж 6

Q2 = 224 · 10 кг. · 42 · 10 = 9,4 · 10 Дж.

6 кг.

3,6 · 10 Дж

ŋ1 = = 0,24 = 24% (карбюраторный)

6

15 · 10 Дж

-6

3,6 · 10 Дж

ŋ2 = = 0,38 = 38% (дизельный)

6

9,4 · 10 Дж

Сделайте вывод.

Приложение 3.

Приложение 4.

Дано:

t = 8ч. 19 кг – 1 ч.

m1 =1кг. =› 2,5 кг О2 x - 8 ч.

Расход 19 кг/ч. X= 8ч. · 19кг. = 152 кг.

m = ? 1ч.

Израсходовано бензина за 8 ч. работы 152 кг. бензина. За 8ч. расходуется кислорода m2 = 152кг. · 2, 5 = 380 кг.

Информация к размышлению! 1 га. леса за день выделяет 200кг. кислорода.

Приложение 5

Определение содержания свинца в растениях.

1. Подготовить пакеты для сбора листьев и травы.

2. Заготовить этикетки (номер пробы, дата, объект) и сделать забор проб:

Проба №1 – прямо на обочине автобусной остановки;

Проба №2 – на расстоянии 150 м. (на стадионе);

Проба №3 – у Зенитки;

Проба №4 - У берега реки Мечётки.

3. Отобрать по 30-50 г. травы в соответствующих точках, заложить в этикетированные пакеты.

4. Каждую из растительных проб превратить в гомогенат.

5. Гомогенат поместить в этикетированные пробирки, добавить равное количество дистиллированной воды и смешайте, активно потряхивая.

6. Оставьте на сутки

7. Добавьте индикатор свинца.

8. Полученный результат: жёлтый осадок.

9. Сравнить полученный результат и проанализировать.

Приложение 6.

Автомобиль «ЗА» и «ПРОТИВ»

«ЗА»	«ПРОТИВ»	ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

Приложение 7.

1.В целях экономии топлива и улучшения экологии чаше пользоваться городским транспортом. Если необходимо воспользоваться собственным автомобилем, то старайтесь не ездить в час «пик».

2.Разумно используйте электроэнергию. Выключайте осветительные и другие электроприборы, которые вам не нужны.

3.В целях экологии и сохранения здоровья как можно больше ходите пешком, меньше пользуйтесь транспортом.