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TOSSランドNo: 9242295 更新:2013年10月16日

蒸気機関から蒸気タービンへ 


目標

蒸気機関が往復式蒸気機関から蒸気タービンへと形を変え、現在も産業の現場で大きな役割を果たしていることを学ぶ。

〔用意するもの〕(写真)蒸気機関車、蒸気船、蒸気自動車、機関車型ボイラー、電車
        (図)シリンダとピストンの図、火力発電所と蒸気タービンの図
          

〔発問・指示〕

発問1:

(蒸気機関車の写真を示して)何ですか。

発問2:

(蒸気船)何ですか。

発問3:

 (蒸気自動車)何ですか。

発問4:

これらを動かすのは何の力ですか。

指示1:

ノートに「○○の力」と書いてごらんなさい。
(列指名で発表させる。)

説明1:

どれも蒸気の力で動いています。このエンジンを蒸気機関といいます。

説明2:

日本人が黒船を見てから日本の蒸気機関の歴史がはじまりました。江戸幕府がオランダに蒸気船を注文する一方、水戸藩、薩摩藩、佐賀藩、宇和島藩が、蒸気船の建造をはじめました。明治時代になってからは、工場の原動機、軍艦、蒸気機関車と蒸気機関は大活躍してきました。 蒸気機関の特徴は、シリンダとピストンの運動にあります。円筒形のシリンダの中に導かれた蒸気の圧力によって、ピストンが往復運動をします。この往復運動をする形式から往復式蒸気機関と呼ばれるようになりました。

発問5:

蒸気機関では、シリンダとピストン以外に蒸気を作るものも必要でした。    
それを何といいますか。(2,3名指名)   

説明3:

ボイラーです。
蒸気機関車のあの独特の円筒形の車体は、ボイラーなのです。しかし、電車が発明され、普及するにつれ、蒸気機関車は急速にその姿を消していきました。

発問6:

蒸気機関車は、電車に比べどんな点で劣っていたのでしょうか。

指示2:

ノートに箇条書きにしてご覧なさい。(列指名で発表させる。)

説明4:

 電気動力や内燃機関が発達しはじめると、往復式蒸気機関は、ボイラーなど付帯設備が大きいこと、他の機関に比べエネルギー効率が悪く、対重量比出力が低いこと、起動・停止に手間がかかることなどが災いして使われなくなりました。    

箇条書きにすると、次のようになります。   

 1 大きい  
 2 効率が悪い  
 3 出力が低い  
 4 起動・停止に手間がかかる

発問7:

では、蒸気機関はまったく使われなくなったのでしょうか。

指示3:

まったく使われなくなったと思う人?(挙手)    
いや、まだ使われていると思う人?(挙手)    
(使われていると思う人に理由を聞いてみる。)

説明5:

使われています。発電所の蒸気タービンです。 交通機関では、廃れてしまった蒸気機関ですが、大きさや起動・停止の手間などが問題にならない大型のシステムについては、蒸気機関は蒸気タービンとして、火力発電所や原子力発電所などの発電施設用の原動機をはじめとして現在も広く使用されています。

(授業をして)最初の発問で「蒸気機関車」以外の答えが出たが、ここは教師が蒸気機関車と答えを確定していくようにした。


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