Mavzu: ICHKI ENERGIYA VA UNI O'ZGARTIRISH USULLARI

Mavzu: ICHKI ENERGIYA VA UNI O'ZGARTIRISH USULLARI.
Darsning maqsadi:
-jismlarning yoki moddalarning ichki energiyasi tushunchasini o'quvchilar ongida shakllantirish;
-ichki energiyani o'zgartirish usullari haqida ma'lumotlar berish.
Dars materiallari:
1.Fizika darsligi.
2. Iliq va sovuq suvlar.
3.Tajriba-namoyish uchun jihozlar
Asosiy tushuncba va alamalar:
-ichki energiya;
-kinetik energiya, potensial energiya;
-temperatura;
-termometr.
Darsning blok-chizmasi
№
|
Dars bosqichlari
|
Vaqti
|
1
|
Tashkiliy qism
|
2 minut
|
2
|
O`tilganlarni takrorlash
|
10 minut
|
3
|
Tajriba namoyish ko`rsatish
|
10 minut
|
4
|
Yangi mavzu mazmunini ro`yobga chiqarish ustida ishlash
|
15 minut
|
5
|
Darsni mustahkamlash va uyga topshiriqlar
|
8 minut
|
Darsning borishi:
O'tilganlarni takrorlash jarayonida jism temperaturasiga alohida e'tibor beriladi. Oxirida shunday savol berilishi mumkin. 200C li suv bilan 500C li suv molekulalari nimasi bilan farq qiladi?
Savolga o'quvchilar javobi olinganidan so'ng "ichki energiya" mazmuni ochiladi. Ichki energiyani turli usullar bilan o'zgartirish mumkinligiga turli misollar keltiriladi va tajriba-namoyish ko'rsatiladi. Tajriba namoyishda "havo chaqmog'i" ko'rsatilishi ko'zda tutilgan. Bu tajribaga doir uskunalar bo'lmasa, boshqalari ko'rsatiladi. Masalan, bir nechta bir xil tanga olinib, menzurkaga solinadi. Shunga o'xshash tangalarni gugurt yoki spirt lampasida qizdirib menzurkaga solinadi. Bu holatda menzurkadagi suvning balandroqqa ko'tarilganligiga o'quvchilar e'tibori qaratiladi. Suyuqlik isitilganda kengayadi. Demak, qizigan tanganing ichki energiyasi suvga o'tgan. Endi tangalarni birorta jun materialga yaxshilab ishqalab tajribani takrorlaymiz. Bunda ham suyuqlik balandligi o'zgaradi. Boshqa tajribada bo'sh kolba olinib, shtativga mahkamlanadi. Og'ziga tiqin tiqilib, o'rtasidan nay o'tkaziladi. Nay uchi shlang vositasida suvli manometrga ulanadi. Kolba jun mato bilan ishqalansa, manometr ko'rsatishi o'zgaradi. Sababi tushuntiriladi. Tajribalar va kundalik turmushdan keltirilgan misollar asosida ichki energiyani atrof-muhit bilan issiqlik almashinish va mexanik ish bajarish orqali amalga oshirish mumkinligi ta'kidlanadi. Darsni mustahkamlash uchun o'quvchilarga bir qator savollar beriladi.
Darsni mustahkamlash uchun savollar:
1. Qaynayotgan suv temperaturasi butun hajmida bir xil bo'ladimi?
2. Ikkita bir xil hajmli qo'rg'oshindan, misdan va po'latdan tayyorlangan jismlar Yer sirtidan bir xil balandlikdan tashlansa, bir xil temperaturagacha qiziydimi?
3. 100°C li suv va bug' molekulalari nimasi bilan farq qiladi?
Mexanik hodisalar bo'limida Siz jismlarning ikki xil energiyaga ega bo'lishi bilan tanishgan edingiz. Jismlarning o'zaro ta'siri tufayli ega bo'lgan energiyasini potensial va harakati sababli olgan energiyasini kinetik deb atalgan edi. Modda tuzilishi bo'limidan esa, barcha moddalar mayda zarrachalar – atom yoki molekulalardan tashkil topganligi, ularning to'xtovsiz harakatda ekanligi ham sizga ma'lum. Mana shunday harakatlari tufayli zarrachalar ham kinetik energiyaga ega bo'ladilar. Suyuqlik va qattiq jismlarda zarrachalar ma'lum tartibda o'zaro ta'sirlashib joylashganlaridan potensial energiyaga ega bo'ladilar. Bu energiyalar moddaning ichki tuzilishini tashkil etgan zarrachalarga taalluqli bo'lganligidan moddaning ichki energiyasi deb ataladi. Uni chuqurroq tushunish uchun quyidagi misolni qaraylik. 30°C li suvdagi molekulalar 80°C li suv molekulalaridan nimasi bilan farqlanadi? Ular faqat molekulasining tezligi bilan farq qiladi. 80°C li suv molekulasining tezligi, 30°C li suv molekulasining tezligidan kattaroq bo'lar ekan. Demak, kinetik energiyasi ham katta. Bundan 80°C li suvning ichki energiyasi 30°C li suvning ichki energiyasidan katta bo'lishi kelib chiqadi. Bu mulohazalardan temperaturaga ham ta'rif berish imkoniyati tug'iladi: Temperatura – moddani tashkil etgan zarrachalarning o'rtacha kinetik energiyasi o'lchovidir.
Oldingi mavzulardan ma'lumki, moddaning temperaturasini uni isitish yo'li bilan ko'tarishdan tashqari, ish bajarib ham oshirish mumkin. Masalan, tangani olib, uni mo'ynaga ishqalasangiz qiziydi. Ishqalanish tufayli jismlarning qizishidan qadimgi odamlar yog'ochni ishqalab olov hosil qilganlar. Yog'ochning yonishi uchun uning temperaturasini 250°C ga ko'tarish kerak. Yog'ochni ishqalab bunga erishish osonmi? Urinib ko'ring. .
Hozirgi kunda ham olov ishqalanishdan foydalanib hosil qilinadi. Buning uchun gugurt cho'pini qutisiga ishqalash kifoya! Faqat, bunda gugurt cho'pi kallagiga o'rnatilgan moddaning yonish temperaturasi ancha kichik bo'lganligidan tez yonadi. Gugurtni XIX asrning 30-yillarida ixtiro qilishgan. Unda yonish temperaturasi 60°C bo'lgan fosfordan foydalanilgan. Gugurtni ixtiyoriy bir yuzaga, hatto etik tagiga ishqalansa ham yonadigan bo'lgan. Tez yonish xususiyatiga ega bo'lganligidan yong'inlar chiqishiga sabab bo'lgan hamda zaharli ekanligidan havfli fosfor o'rniga boshqa yonadigan qorishmani 1855-yilda Shvetsiyada o'ylab topishgan.
Ichki energiyani ish bajarib oshirish mumkinligini «havo chaqmog'i» deb ataluvchi qurilmada ko'rish mumkin (1-rasm). Qalin organik shishadan yasalgan silindr ichiga benzin bilan ho'llangan paxtani qo'yiladi. So'ngra porshenni pastga tez bosilsa, paxta yonib ketadi. Bunda havoni siqishda ichki energiya ortadi va temperaturasi ham ortib paxta yonadi. Gaz tashqi kuch bilan siqilsa, temperaturasi ortishi ma'lum bo'ldi. O'z-o'zidan kengaysa nima bo'ladi? Bunday kengayishda bajarilgan ish gazning ichki energiyasi hisobiga bo'ladi. Shu sababli uning temperaturasi pasayadi. Uy-ro'zg'orda ishlatiladigan sovutkich (xolodilnik) lar shu asosda ishlaydi.
|
1-rasm
|
Yuqorida aytganimizdek, ichki energiya moddani tashkil etgan zarrachalarning potensial energiyasi bilan ham belgilanadi. Masalan 0ºC da suv ham, muz ham mavjud bo'ladi. Lekin molekulalarining o'zaro joylashishlari turlicha bo'lganligidan 0°C li suvning ichki energiyasi, 0ºC li muznikidan katta bo'ladi. Ichki energiya, shuningdek, jism massasiga bog'liq bo'ladi. Katta olchamdagi dazmol, xuddi shunday temperaturali kichik dazmolga nisbatan ko'proq kiyimni dazmollay oladi. Agar 100ºC gacha qizdirilgan 1 kg li po'lat sharni 1 litrlik suvga solinsa, aynan 100ºC li 0,5 kg li po'lat shar solinganiga qaraganda ikki barobar ko'proq isitar ekan. Bundan tashqari ichki energiya modda turiga ham bog'liq. Buni quyidagicha tajribada ko'rish mumkin. Bir xil massali alyuminiy va qo'rg'oshin sharlarni 100°C gacha qizdiraylik. So'ngra ularni bir xil idishdagi suvlarga solaylik. Bunda alyuminiy shar solingan suv ko'proq qiziganini ko'ramiz.
AMALIY TOPSHIRIQ
Mis yoki alyuminiy simni olib, bir joyidan bir necha marta buklab, to'g'rilang. Shunda sim sinib ketadi. Sababini tushuntiring.
Uyga topshiriqlar. Darslikdan mavzuni o'qish va mavzuga doir "kubik" tomonlarini to'ldirish. (Usuli I bobda keltirilgan.)
Tasdiqlayman:_____________ O’quv tarbiya ishlari bo’yicha direktor o’rinbosari.
6 -fizika
___.___2013yil
Mavzu: ICHKI YONUV DVIGATELLARI. BUG' TURBINASI.
Darsning maqsadi:
― issiqlik dvigatelining ishlash prinsipi bilan o'quvchilarni tanishtirish;
― issiqlik dvigatellarining turlari to'g'risida ma'lumotlar berish;
― ichki yonuv dvigateli va bug’ turbinasidagi jarayonlarni o'rganish.
Dars materiallari:
1. Fizika darsligi.
2. Ichki yonuv dvigateli modeli.
3. Issiqlik dvigatellari haqida plakatlar,
Asosiy tushuncha va atamalar:
― issiqlik dvigateli, bug' mashinasi, ichki yonuv dvigateli;
― gaz turbinasi, reaktiv dvigatel;
― so'rish, siqish, ishchi yo'li, chiqarish taktlari;
― dizel dvigateli.
Darsning blok-chizmasi
№
|
Dars bosqichlari
|
Vaqti
|
1
|
Tashkiliy qism
|
3 minut
|
2
|
O`tilganlarni takrorlash
|
10 minut
|
3
|
Laboratoriya ishi o`tkazish
|
20 minut
|
4
|
Yakunlar chiqarish
|
10 minut
|
5
|
Uyga topshiriqlar
|
2 minut
|
Darsning borishi:
Ichki yonuv dvigatellarida yoqilg'ining ichki energiyasini ishga aylantirish jarayoni borganligi sababli o'tilganlarni takrorlashda yoqilg'ining yonishida energiya ajralishi aytib o'tiladi.
Mashina egasi bo'lishni, haydashni yoqtirmaydigan odam bo’lmasa kerak. Shu sababli o'quvchilarga agar mashina olmoqchi bo'lsangiz, qanday mashinani olar edingiz va nima uchun? degan savol tashlanadi. Bunda o'quvchilarning, tashqarisi chiroyli, ko'p odam ketadigam emas, balki qaysi biri kam yoqilg'i sarflab, ko'p ish bajarishiga e'libor berishlari ta'kidlanadi. " Aqliy hujum" vositasida bir necha mashina markasi tanlab olinadi. To'g'ri tanlanganligini tekshiramiz, buning uchun undagi ichki yonuv dvigatelining ishlash prinsipining fizik asoslarini o’rganamiz? deb, o'qituvchi o'zining "faol ma'ruza"sini boshlaydi. Ma'ruza tugagach shu kunda eng arzon, eng kam benzin sarflaydigan mashina O'zbekistonda ishlab chiqilishini alohida aytib o'tishi zarur. Masalan, "Matiz" mashinasi dvigatelining quvvati 52 o.k. ga teng bo'lib, 100 km masofaga 4—5 litr benzin sarflaydi. "Jiguli" rusumidagi mashinalar esa 100 km ga 10 litrdan ortiq benzin sarflaydi. "Matiz" mashinasidan tashqari, Asaka zavodidan "Tiko", "Neksiya", "Damas" rusumidagi mashinalar chiqishi, bu bilan O'zbekiston mashinalar ishlab chiqaradigan mamlakatlar qatoriga qo'shilgani, O'rta Osiyoda boshqa hech qaysi mamlakatda mashina ishlab chiqarilmasligini alohida ta'kidlab o'tishi zarur. Bu bilan o'quvchilarda milliу g'urur hissi uyg'otiladi. Darsni mustahkamlash uchun mavzuga doir bir necha savollar beriladi.
Darsni mustahkamlash uchun savollar:
1. Bug'ning temperaturasini qanday qilib oshirish mumkin?
2. Nega yengil avtomobillarga turli markadagi benzinlar quyiladi? Bunda avtomobil dvigatelining parametri o'zgaradimi?
3. Dizel dvigatelining f.i.k. yuqori bo'lsa, nega karbyuratorli dvigatellar ishlatiladi?
Moddaning ichki energiyasidan ish bajarish uchun foydalansa bo'lmasmikin? Quyidagi tajribani ko'raylik. Probirkaga ozgina suv quyib, og'zini mahkam tiqin bilan yopaylik. So'ngra probirkani suv qaynaguncha qizdiraylik. Shunda hosil bo'lgan bug' bosimi ortib tiqinni otib yuborganini ko'rish mumkin. Bu jarayonda yoqilg'ining energiyasi bug'ning ichki energiyasiga aylandi, so'ngra bug' kengayib tiqinni ko'tarib ish bajardi.
Agar probirka o'rnida silindr, tiqin o'rnida porshen olinsa, oddiy issiqlik dvigateliga ega bo'lamiz.
Issiqlik energiyasini mexanik energiyaga aylantirib beradigan qurilmaga issiqlik dvigateli deyiladi.
Issiqlik dvigatelining ko'pgina turlari mavjud: bug' mashinasi, ichki yonuv dvigateli, bug' yoki gaz turbinasi, reaktiv dvigatel. Bug'ning kengayishida ish bajara olishi Arximed zamonasidanoq ma'lum bo'lsa-da, ishlaydigan dastlabki issiqlik dvigatellari XVIII asr oxirida qurilib, bug' mashinasi deb atalgan. Unda alohida bug' qozoni bo'lib, yuqori temperaturali bug' silindr ichiga kiritilib, porshenni harakatga keltirgan. Birinchi bug' mashinasi ingliz ixtirochisi Jeyms Uatt tomonidan 1768-yilda quriladi. So'ngra uning boshchiligida 10 yil davomida 119 mashinani ishga tushirishgan. Dastlabki bug' avtomobilini 1770- yilda fransuz injeneri J . Kyuno qurgan edi. Birinchi parovoz esa 1803-yilda ingliz ixtirochisi Richard Trevitik tomonidan quriladi. 1823-yildan boshlab Jorj Stefenson parovozlar ishlab chiqaradigan zavodni ishga tushiradi. Yuz yillar davomida bug' mashinasi temir yo'l transportining asosiy vositasi bo'lib xizmat qildi. Hozirgi davrda ular teplovoz va elektrovozlar bilan almashtirilmoqda.
Ichki yonuv dvigateli 1860-yilda fransuz mexanigi E. Lenuar tomonidan ixtiro qilingan. Bug' mashinasida bug' tashqarida hosil qilinib, so'ngra silindr ichiga yuborilsa, ichki yonuv dvigatelida yoqilg'i bevosita yoqilib, yuqori temperaturali gaz hosil qilinadi. Benzin bilan ishlaydigan dvigatelni 1885-yilda nemis ixtirochisi G. Daymler yaratadi.
Hozirgi zamon ichki yonuv dvigatellari ikki silindrli, to'rt silindrli, olti silindrli va h.k. bo'ladi. 1-rasmda to'rt silindrli dvigatel keltirilgan.
|
1-rasm
|
Silindrlar ichiga joylashgan porshenlar 1 tirsakli valga o'rnatilgan. Shu valga aylanish davrida hosil bo'ladigan silkinishlarni kamaytiradigan katta massali 2 maxovik mahkamlangan. Har bir silindrning yuqori qismida ikkitadan klapani bor. Ulardan biridan yonuvchi aralashma (benzinning havo bilan aralashmasi) kiritilsa, ikkinchisidan yonib bo'lgan gaz qoldiqlari chiqib ketadi. Bir silindrli ichki yonuv dvigatelining ishlash prinsipi 2-rasmda keltirilgan.
|
2-rasm
|
|