Тема 33. Методика изучения элементов теплотехники в 8 классе

Термодинамика - это наука, изучающая тепловые свойства объектов, процессов и явлений, происходящих в них, не используя знаний о молекулярном строении объекта. В основе термодинамики лежат фундаментальные законы --- первое и второе начала термоди­намики, установленные путем обобщения огромной совокупности экс­периментальных фактов в области изучения тепловых процессов. Термодинамuческая система - совокупность взаимосвязан­ных тел, обменивающихся с внешней средой тепловой энергией. Равновесное состояния системы - это такое ее состояние, при котором все параметры системы имеют определенные значения, и они не изменяются сколь угодно долго.Неравновесным состоянием системы называют такое ее со­стояние, при котором хотя бы один ее параметр не остается постоян­ным с течением времени. Термодинамический процесс - это переход термодинамиче­ская системы из одного состояние В другое с течением времени. Внутренняя энергия тела - это энергия, которая остается у тела при вычете у него механической кинетической и потенциальной энергии, приобретенной телом во внешнем поле.

Первый закон термодuнамикu - это закон сохранения энер­гии, распространенной на тепловые явления. ∆U=A+Q. Он показывает, от каких причин зависит изменение внутренней энергии. Закон сохранения энергии: энер­гия в природе не возникает из ничего и не исчезает: количество энер­гии неизменно, онa только переходит uз одной формы в другую.

Из первого закона термодинамики вытекает невозможность создания вечного двигателя - устройства, способного совершать не­ограниченное количество работы без затрат топлива или каких-либо других материалов. Если к системе не поступает теплота (Q = О), то работа А' согласно уравнению может быть совершена только за счет убыли внутренней энергии. После того, как запас энергии окажется исчерпанным, двигатель перестанет работать. Второй закон термодинамики указывает направление возмож­ных энергетических превращений и тем самым выражает необратимость процессов природе. Второй закон:невозможно перевести теплоту от холодной системы к более ,горячей при отсутствии других одновременных изменений в обеих системах или в окружающих телах. Все процессы самопроизвольно протекают в одном определенном направлении, Они необратимы.

Коэффициент полезного действия тепловых двигателей .Запасы внутренней энергии в земной коре и океанах можно считать практически неограниченными. Но располагать запасами энергии еще недостаточно. Необходимо уметь за счет энергии приво­дить в движение станки на фабриках и заводах, средства транспорта, тракторы и другие машины, вращать роторы генераторов электрического тока и т. д. Человечеству нужны двигатели - устройства, спо­собные совершать работу большая часть двигателей нa Земле тепло­вые, т. е. устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую. Для того чтобы двигатель совершал работу, необходима раз­ность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турби­ны. Во всех тепловых двигателях эта разность давлений достигается за счет повышения температуры рабочего тела на сотни или тысячи градусов по сравнению с температурой окружающей среды. Такое повы­шение температуры происходит при сгорании топлива. Рабочим телом у всех тепловых двигателей является газ, кото­рый совершает работу при расширении. Эту температуру в паровых тур­бинах или машинах приобретает пар в паровом котле. В двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах повышение температуры происходит при сгорании топлива внутри само­го двигателя. Холодuльнuк . 8 класс 139 стр.Лабораторная работа .«Ознакомление с устройством и работой холодильники» Оборудование и материалы: холодильник, руководство по эксплуатации, секундомер, термометр. 1. Внимательно изучите руководство по эксплуатации холо­дильника и выпишите его технические данные, обратив особое внима­ние на требование безопасности. 2. Рассмотрите устройство и принцип работы холодильника, изобразите его электрическую схему. 3.Подготовьте ХОЛОДИЛЬНИК к работе и включите его в сеть. 4Определите с помощью секундомера коэффициент рабочего времени холодильника, равный отношению части цикла, в течение которого электродвигатель работает, к общей продолжительности цикла. 5. Установите ручку термостата в различные положения и измерьте термометром температуру окр среды, холодильной и морозильной камер.

6Ознакомьтесь с правилами загрузки холодильника и обращения с ним , а также с возможностями неисправности и способами их устранения.7Устно подготовьте ответы на следующее вопросы,Каков принцип действия действия компрессионного холодильники?Какого устройство и принцип действия терморегулятора. Что означает :»Хладопризводительность компрессионных холодильников равно 420-840кдж\ч»Какого назначение капиллярной трубки и фильтр?8.письменное ответьте назначение следующих элементов в холодильнике: терморегулятор или термостат, холодильная и морозильная камера, компрессор, хладогент, испаритель, конденсатор. Принцип связи теории с практикой в процессе своего развития трансформировался в более общий политехнический принцип и полностью поглощается им. Политехнизм требует рассмотрения общих принцип действия действия машин и механизм на основе научных знаний. При этом научные знания усваивается как средство объяснения производственных явлений.Но умение указать, где в производстве используется тот или иной закон природы и объяснить на основе этого как работает тот или иной механизм, еще не означает, что обуч-ся понимает, что же может произойти в случае изменения каких – то производственных условий(величины тока, напряжения, длины провода, характера изоляции, давления, температуры и влажности итд), а также не означает, что уч-ся смогут сознательно использовать научные знания для изменения каких-то условий протекания производственного процесса.Поэтому их надо специально учить отвечать на такие вопросы: как изменится результат труда, если мы внесем те или иные изменения в параметры производственного процесса? что надо сделать, чтобы конкретные процесс пошел так, а не иначе? Уроки технологии требуют от учащиеся сознательного применения теоретических знаний в практической работе.

Тема 34 Методика изучения элементов автоматизации на уроках технологии. Ме­ханизм — это устройство для преобразования одного вида движения в дру­гой. По своему назначению механизмы разделяются на пере­даточные и направляющие. Передаточным называется механизм, предназначенный для воспроизведения заданной функциональной зави­симости между перемещениями входного и выходного звеньев. Направляющим называется механизм, у которого траек­тория определенной точки звена, образующего кинемати­ческие пары только с подвижными звеньями, совпадает с заданной кривой. Рассмотрим основные виды механизмов, нашедших ши­рокое применение в технике. Механизмы, звенья которых образуют только низшие кинематические пары, называют шарнирно-рычажными. Эти механизмы нашли широкое применение благодаря тому, что они долговечны, надежны и просты в эксплуата­ции.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение (например, во вращательное движение коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания), и наоборот. Детали КШМ делят на две группы, это подвижные и неподвижные детали:

подвижные: поршень с поршневыми кольцами, поршневой палец, шатун, коленчатый

вал с подшипниками или кривошип, маховик.неподвижные: блок цилиндров (является базовой деталью двигателя внутреннего сгорания)и представляет собой общую отливку с картером, головка цилиндров, картер маховика и сцепления, нижний картер (поддон), гильзы цилиндров, крышки блока, крепежные детали, прокладки крышек блока, кронштейны, полукольца коленчатого вала.

Широкое применение в технике получили кулачко­вые механизмы. При помощи кулачковых механизмов конструктивно наиболее просто можно получить прак­тически любое движение ведомого звена по заданному закону. Устройство кулачкового механизма: кулачок (1); плоский толкатель (2); коромысло (2); острый толкатель (2); ролик (3). Необходимый закон движения выходного звена кулач­кового механизма достигается за счет придания входному звену (кулачку) соответствующей формы. Кулачок может совершать вращательное, поступательное или сложное движение. Выходное звено, если оно совершает поступательное движение, на­зывают толкателем, а если качательное -коро­мыслом. Для снижения потерь на трение в высшей кинема­тической паре.

К достоинствам механизмов относятся высокая технологичность изготовления, возмож­ность выполнения шарнирных соединений на подшипниках качения и небольшой износ соприкасающихся поверхнос­тей, долговечность и надежность в работе.Ведущим звеном механизма обычно является кулачок, который в большинстве случаев совершает непрерывное вращательное движение. Кулачок обладает сложным про­филем, форма которого зависит от заданной схемы меха­низма и закона движения ведомого звена. Ведомое звено, называемое толкателем, совершает воз­вратно-прямолинейное и возвратно-вращательное движе­ние относительно стойки. Шарнирно-рычажные механизмы применяются для преобразования вращательного или поступательного движения в любое движение с требуемыми параметрами. Наибольшее распространение получили плоские четырехзвенные механизмы с тремя подвижными и одним неподвижным звеньями. Широко применяются кривошипно-ползунные механизмы используемые для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот; с их помощью можно определить, измеряя перемещение поступательно движущегося звена (ползуна) 3, значения синуса и косинуса угла поворота кривошипа.

2 Робототехника — новое направление науки и техники, связанное с созданием и применением робототехнических систем. Робот, являющийся одним из основных объектов изучения в этой науке, представляет собой автоматическую машину для воспроизведения двигательных и интеллекту­альных функций человека. Существуют различные классы роботов, среди которых важнейшими являются автомати­ческие манипуляционные роботы. Частный вид этих робо­тов — промышленные роботы. На сегодняшний день промышленные роботы и подоб­ное им оборудование являются практически единственным средством автоматизации мелкосерийного производства. Важная особенность промышленных роботов состоит в том, что они позволяют наиболее просто совместить в едином цикле как транспортные, так и основные технологические операции, что позволяет создать на базе универсального оборудования гибкие автоматизированные производства. Применение таких устройств позво­лило удалить человека из опасной зоны, за ним остались только функции дистанционного управления. В основе созда­ния современных робототехнических устройств лежат новые технологии, получившие развитие лишь во второй половине XX в.: вычислительная техника и информати­ка. Робототехнические устройства стали важным сред­ством комплексной автоматизации промышленного про­изводства, они позволяют наиболее просто совместить в едином цикле как погрузочно-разгрузочные, так и основ­ные технологические операции. Наиболее полно сущность роботов можно отразить, определив их как программируемые устройства (машины), предназначенные для воспроизведения рабочих функций руки человека в процессе его трудовой деятельности. Манипуляционным роботом называют техническое устройство (машину), предназначенное для выполнения работ универсального характера, исполнительными уст­ройствами которого служат манипуляторы (механические руки). 3.Условные обозначения механизмов на кинематических схемах.

г) кулиса
в) ползун
а) кривошип, коромысло, шатун
Кулачки цилиндрические
б) конические

6 класс, стр. 51