Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №26 с углубленным изучением отдельных предметов» г. Нижнекамска Республики Татарстан
Поиск альтернативных источников энергииИнтегрированный урок по химии и физике
Подготовили учитель химии
Ларина Светлана Вячеславовна
и учитель физики
Кучукова Светлана Сергеевна
Нижнекамск 2010
Ларина Светлана Вячеславовна
учитель химии
учитель физики 2 квалификационной категории
МОУ «СОШ №26 с углубленным изучением отдельных
предметов»
Г. Нижнекамска Республики Татарстан
Интегрированный урок
« Поиск альтернативных источников энергии »
(химия, физика)
Цели урока:
дидактические
– создать условия для усвоения нового учебного материала, используя технологию критического мышления,проблемного обучения.образовательные
: закрепить знания учащихся о свойствах, составе и применении основных природных источников углеводородов как основных источников энергии; познакомить учащихся с новыми источниками энергии;
развивающие
– развивать мышление учащихся, умение анализировать, сравнивать, обобщать; формировать представление о процессе научного познания;воспитательные
– воспитывать личностные качества, обеспечивающие успешность исполнительской деятельности(активность, увлеченность, наблюдательность); прививать культуру умственного труда;
Ключевые слова (написаны на доске) :
нефть, природный и попутный газ, уголь, топливо, энергия,
ветроэнергетика, гидроэнергетика, приливно-отливная энергетика, геотермальная энергетика, биоэнергетика.
1.Этап вызова: из ключевых слов определяется тема урока
«Поиск альтернативных источников энергии»
Учитель химии: Слова американского писателя Кристиана Боуви «Немногие умы гибнут от износа, по большей части они ржавеют от неупотребления» станут эпиграфом нашего урока. И это неслучайно. Чем больше человек думает, тем шире становится его кругозор, тем больше явлений он сможет объяснить. А для того, чтобы понять непонятное, надо знать очевидное. На доске написаны ключевые слова урока.
Давайте попробуем сформулировать тему нашего нетрадиционного интегрированного урока, который будут проводить учитель химии и физики.
«Поиск новых (альтернативных) источников энергии».
Для начала давайте вспомним все, что мы уже знаем о природных источниках углеводородов из курса химии.
Основной источник энергии- нефть 47%. Представим, что мы находимся на самом большом нефтеперерабатывающем заводе.
Вопрос к классу :
Что собой внешне представляет нефть и есть ли у этой жидкости температура кипения?
(Нефть – жидкость, черного цвета, маслянистая, с резким запахом, не смешивается с водой. Т. кипения у нее нет, есть интервал температур).
Можно ли выразить состав нефти одной формулой?(Нефть- это смесь углеводородов, поэтому состав нефти непостоянный)
Какие способы переработки нефти вам известны?
Какие продукты первичной переработки нефти вам известны?
Вопрос к классу: Почему при отравлении нефтепродуктами противопоказано принятие жиров, растительного масла, яиц?
Ответ: У/в растворяются в жирах, задерживаются в организме, и тем самым дольше оказывают их разрушающее действие.
Вопрос к классу :
Почему в состав нефти практически не входят алкены, алкины и малые циклы?
Ответ. Перечисленные углеводороды – значительно более реакционноспособны, чем углеводороды, содержащиеся в нефти. Они плохо хранятся даже в течение нескольких лет – в реактивы-алкены, выпускаемые химической отраслью промышленности, добавляют специальные вещества-стабилизаторы, чтобы предотвратить их полимеризацию и окисление. Что же говорить про нефть, залежи которой существуют геологические отрезки времени. Конечно, данные углеводороды, даже если бы и содержались в нефти, давно превратились бы в менее реакционноспособные вещества (в условиях, при которых залегает нефть, вероятнее всего, полимеризовались).
Учитель химии:
«Невидимое золото», «незримые сокровища», «кладовые голубого огня» - эти эпитеты посвящены природному и попутному нефтяному газу, который находится в залежах вместе с нефтью, растворен в ней или образует газовую шапку. Газ – удобное, экономичное, достаточно чистое в экологическом плане топливо и химическое сырье для получения пластмасс, волокон, удобрений, фреонов, лекарств, каучуков и др. 17% природного газа используется как источник энергии.
Каков же состав природного и попутного нефтяного газов?
Вопрос к классу: Написать уравнение реакции горения бытового газа пропана под кастрюлей борща на кухне?
Учитель химии: Геологические запасы органического топлива в мире более 80% приходится на долю угля, который становится все менее популярным. Замена всех АЭС в нашей стране на угольные ТЭС привела бы к 50-кратному увеличению числа преждевременных смертей по сравнению с последствиями аварии на Чернобыльской АЭС. Как вы думаете почему?
Учитель химии: На 5-7 минут вам предлагается разноуровневый тест по подготовки к ЕГЭ по теме «Природные источники углеводородов»Итоги подводятся в виде самоконтроля (Ответы на слайде), ошибки комментируются
Тестовые задания по теме. Вариант I .
1. Установить соответствие:1)гудрон а) летучая фракция нефти2) бензин б) содержит углеводороды с числом атомов углерода от 12 до 18 в) применяется в дорожном строительстве3) крекинг г) разбивание длинных цепей углеводородов4) керосин2. Нефть - это:
- смесь предельных углеводородов с примесью минеральных веществ; сложная смесь различных углеводородов; смесь насыщенных углеводородов ряда метана, ароматических углеводородов и циклоалканов с примесью неорганических веществ; смесь газообразных, жидких и твёрдых углеводородов, которые можно разделить в процессе переработки.
3. Процесс термического разделения нефти на фракции называется:
- крекинг; отгонка; риформинг перегонка; пиролиз.
4. Крекинг нефти – это:
- процесс расщепления тяжёлых углеводородов нефти на лёгкие; термическое разделение нефти на фракции; процесс превращения парафинов и циклопарафинов в ароматические углеводороды; дегидрирование алканов.
5. Из предложенных продуктов переработки выберите те, которые получаются при перегонке нефти:
- бензин коксовый газ; керосин; кокс; лигроин; красители; газойль; минеральные масла; мазут; бензол и его гомологи.
Вариант II .
1. Природными источниками углеводородов являются:
- нефтяные газы, нефть, каменный уголь; многие минералы и горные породы; кокс, древесина.
2. Самой тяжёлой фракцией нефти является:
- бензин, газойль, мазут, лигроин, соляровое масло.
3. Какой бензин обладает лучшими качествами:
- бензин, полученный прямой перегонкой; крекинг-бензин; бензин, полученный при термическом крекинге.
4. Из предложенных продуктов и материалов выберите те, которые получают из нефти:
- стекло; пластмассы, синтетические волокна; поваренная соль; бумага; органические растворители, лаки.
5.Остаток после перегонки нефти:
А) керосин
В) гудрон
Г) бензин
Ответ: 1- а, 2- в, 3- б, 4 –б,в,е, 5 –в. Учитель: Вам раздали таблицы, в которых вы должны зафиксировать новую информацию, появившиеся вопросы, выводы.
У учащихся приготовлены таблицы для заполнения:
Узнал(а) новое
2. Стадия осмысления
Учитель физики: По данным экспертов, в начале 21 века добыча нефти и природного газа начнет сокращаться: их доля в топливно- энергетическом балансе снизится к 2020 г. С 66,6% до 20%. Уже сейчас нефтяной кризис повлиял на быт: например, температура в государственных учреждениях Германии не должна превышать 18* С, на лестницах домов свет зажигается на минуты, которые необходимы человеку для того, чтобы подняться на свой этаж.
Неуклонное увеличение численности населения нашей планеты, беспрецедентно быстрое развитие производства в период НТР, нарастающее истощение запасов привычных источников энергии (угля хватит на 600 лет, нефти – на 90 лет, газа – на 50 лет, урана – на 27 – 80 лет), наконец, требования к сохранению окружающей среды заставляют людей искать новые источники энергии, прежде всего, располагающие возобновимыми или малоисчерпываемыми запасами. Человечество еще плохо использует возможности получения энергии из природных, практически неисчерпаемых источников: тепла земных недр и океана, энергии океанских и речных течений, приливов и волн, ветра.
Человечество потребляет огромное количество энергии. За год мы сжигаем от 9 до 20 млрд. тонн топлива. 75% всей потребляемой энергии составляют полезные ископаемые (34% - нефть, 25% - уголь, 19% - природный газ); 5% остальной потребляемой энергии – атомные ЭС; 6% - ГЭС; 11% - от других источников энергии.
Обратим внимание на те 17%, которые приходятся на возобновляемые источники энергии.
Несмотря на огромный потенциал возобновимых источников энергии их использование осложняется техническими сложностями, и потому по самым оптимистичным прогнозам за счет нетрадиционной энергетики удовлетворено не более 30% потребностей человечества в энергии.
Сейчас в РФ за счет нетрадиционных источников получают 1% энергии, что конечно очень мало. Мы на своем уроке хотим обратить внимание на эту проблему.
Учитель химии: Собственно альтернативные источники энергии уже и сейчас не только имеются, но и успешно используются для блага людей. Человечество в течение тысячелетий почти до XX века довольно интенсивно пользовалось энергией ветра для мореплавания, помола зерна, подъема воды и много другого. Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Климатические условия позволяют развивать ветроэнергетику на огромной территории- от наших западных границ до берегов Енисея..
Как вы думаете, почему прекратилось использование ветроэнергетики?
(В XX веке использование ветра практически прекратилось в связи с появлением тепловых двигателей и электромоторов.) Широкому применению ветроэлектрических агрегатов в обычных условиях препятствует и их высокая себестоимость. Однако в связи с истощением доступных запасов нефти и загрязнением окружающей среды интерес к ветроэнергетике в последние годы возродился и, вероятнее всего, будет расти. Сегодня в Дании действует более 2000 ветроэнергоустановок, и она является основным экспортером этого вида генераторов. Испания и Германия являются лидерами по Европе по использованию ветроэнергетики, ее прирост каждый год составляет 25%.
Швеция, например, к 2020 году полностью планирует отказаться от органических источников топлива и перейти на энергию из возобновляемых источников.
Исландия где-то к 2050 году.
Еще в конце 20-х гг. человечество начало использовать и гидротермальную энергию, т.е. энергию, источником которой служит разница температур морской воды из верхних и нижних горизонтов.
Благоприятны, например, условия для использования гидротермальной энергии на Кубе.
Как видим, Европа и не только она, доказала, что использовать альтернативные источники энергии не только необходимо, но и выгодно. Их нужно развивать, за ними будущее.
Вопрос к классу: Нашли ли вы информацию, какие альтернативные источники энергии используют или предлагают к использованию в различных странах мира?
Выступления учащихся: 1. Большинство источников восстанавливаемой энергии зависит от географических и природных факторов, которые различны в каждой стране. К примеру, энергия солнца и ветра больше представлена в Испании, чем в Австрии. В свою очередь, многочисленные реки и горы на территории Австрии больше подходят для строительства гидроэлектростанций.
2. По поручению первого заместителя председателя Правительства РФ Виктора Зубкова в Минрегионразвития 8 сентября 2009 года прошло первое заседание межведомственной рабочей группы по разработке и реализации проекта использования низкокачественной древесины и отходов лесопереработки в производстве биотоплива в Архангельской области.
3. В Норвегии построили первую в мире плавучую прибрежную полнофункциональную ветровую турбину. Турбина Hywind, весящая 5 300 тонн, имеет высоту 65 метров. Она располагается в 10 километрах от острова Кармой, что неподалеку от юго-западного побережья страны.
4. Американские ученые пишут, что "Бракованные" арбузы могут стать источником биотоплива
Сок оставленных на бахче из-за косметических дефектов арбузов может стать важным источником биотоплива - горючего на основе спиртов из естественного сырья, которым ради снижения выбросов пытаются заменить автомобильный бензин
5. Бабушка американского президента Барака Обамы примкнула к молодежной экологической программе Greenpeace "Солнечное поколение", популяризирующей использование солнечной энергии.Всего за три дня Солнце посылает на Землю столько энергии, сколько ее содержится во всех разведанных запасах ископаемых топлива, а за 1 сек-170 млрд Дж. Большую часть этой энергии рассеивает или поглощает атмосфера и толь ко треть ее достигает земной поверхности.
6. Электричество из асфальта: нанопокрытие превратит любую поверхность в солнечную батарею, считают российские ученые
Идея заключается в том, что, к примеру, поверхности тротуаров и автодорог могут быть заполнены молекулами пигмента, который собирает солнечный свет и преобразовывает его в «чистое» электричество или даже в топливо.
Учитель физики: Энергетическая проблема является одной из самых острых. Бурно развивающаяся экономика в XXI веке требует все больше энергозатрат.
Сегодня суммарное потребление тепловой энергии в мире составляет >200 млрд. кВт/ч в год, (эквивалентно 36 млрд. т усл. топлива). В России сегодня общее потребление топлива составляет около 5 % мирового энергобаланса. Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:
* Глобально-экологический: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI века.
* Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы;
* Экономический : переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную - постоянно растут;
* Социальный: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, - всё это увеличивает социальную напряженность.
Эволюционно-исторический: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.
Учитель химии : Можно долго спорить, какие негативные последствия несут реформы в энергетике и коммунальном хозяйстве, каким тяжелым бременем в очередной раз они лягут на наши плечи. Но нам давно пора сделать свою жизнь культурной, богатой и счастливой.
А чтобы наша жизнь становилась лучше, нам следует научиться экономить.
Экономия энергии становится чуть ли не новой национальной идеей. Правительство готовит госпрограмму, которая позволит сберечь сотни миллионов тонн топлива. Президент призывает переходить с ламп накаливания на дорогие, но энергоэффективные лампочки..
Не все знают, что в середине 19 века Россия была одной из самых энергоэффективных стран мира. Несмотря на не очень-то благоприятный климат, эффективность использования энергии у нас была в 3,5 раза выше, чем в США и Западной Европе. А русская печь в деревянном доме оставалась лучшей системой отопления в мире.
Картина изменилась после Октябрьской революции. За 90 лет Россия вышла на 10-е место по энергорасточительности, пропустив только «теплые» и «очень теплые» страны
(Азербайджан, Украину,Казахстан, Узбекистан, Танзанию, Нигерию, Эфиопию).
Наша высокая энергоемкость это наследство индустриализации и планового ведения хозяйства.
У России огромный потенциал энергосбережений-45%. Энергосбережение в быту не распространено у нас по двум причинам: нет материального стимула и культуры энергопотребления.
Приведу примеры нашей энергорасточительности… В Мурманске на берегу Кольского залива стоят «Дома с подогревом». Отопительные трубы проложены внутри стен, и холодный арктический ветер обдувает теплые фасады зданий. Часть тепла уходит на обогрев атмосферы. На севере строят футбольные поля с обогревом, вместо того, чтобы развивать зимние виды спорта. Жилой сектор- это «черная дыра» в энергетике. Кому незнакома ситуация… за окном весна, но батареи раскалены, мы вынуждены открывать форточки, тем самым отапливая улицу… Коммунальщики спешно сжигают остатки топлива. Экономия им не выгодна, иначе на следующийгод, с учетом расточительности, им ограничат поставки угля и мазута. Вот где пережитки плановой экономики.
Наступает период энергосберегающих технологий и всемирной экономии энергии.
Учитель физики : Какие вы можете предложить пути энергосбережения?
- В настоящее время почти вся европейская бытовая техника имеет специальную евронаклейку с обозначением класса энергосбережения от А до G. К классу А относят наиболее, а к классу G наименее экономичные приборы.
Специалисты подсчитали, что доведение нашей бытовой техники до современного уровня по показателям расхода электроэнергии позволило бы сэкономить в год более 20 млрд кВт-ч электроэнергии, что почти вдвое больше годовой выработки Волжской ГЭС.
Учет энергоресурсов. Закон РФ « Об энегосбережении» предусматривает обязательность учета энергоресурсов. Стоит подумать об установке приборов учета, замены существующих ламп на более современные, энергосберегающие.
Выпуск более экономичных автомашин
Структурные изменения в экономике (рост доли менее энергоемких отраслей)
Развитие атомной энергетики
Использование неисчерпаемых природных ресурсов (солнечная радиация, тепло Земли)
Какие же перспективы мы видим?
В течение ближайших 30-40 лет, возможно, произойдут следующие изменения:
Стабилизируется рост потребления
Увеличится доля новых технологий для производства энергии
Увеличится масштаб и стоимость транспортировки
Возрастет эффективность использования
Увеличится доля альтернативных источников энергии(атомная), солнечная энергия, энергия ветра
Учитель химии:
3.Стадия рефлексии: Сегодня на уроке мы обсудили, какие изменения могут произойти или происходят в энергетике. Как сэкономить электроэнергию? Каковы причины перехода на АИЭ.
Выставляются оценки за урок.
Домашнее задание: Как доказать, что современные способы использования человечеством органического ископаемого сырья планеты (природного газа, угля, нефти) в значительной мере являются источником экологического кризиса планетарного масштаба?
(2-3 мин)
Урок мне хотелось бы закончить так:
Ни один сосуд не вмещает больше своего объема,
кроме сосуда знаний; он постоянно расширяется
арабская
Список использованной литературы:3. Специализированный журнал №7,2007 ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ;
4.Журнал для руководителей и специалистов ЭНЕРГЕТИКА ТАТАРСТАНА №2(6)2007;
5. Журнал ТАТАРСТАН 12"2002(специальный выпуск посвященный ОАО "ТАТЭНЕРГО");
6. Журнал «Наука и жизнь», издательство «Правда», 1989г. 7. Источники энергии. Факты, проблемы, решения. – М.: Наука и техника 8. Нетрадиционные источники энергии. – М.: Знание, 1982г. 9. П. Ревелль, Ч. Ревелль «Энергетические проблемы человечества», «Мир», Использованные материалы и Интернет-ресурсы: Электронная библиотека: 1. www.science-award.siemens.ru 2. www.wikipedia.org Преподавание физики и географииПесоцкая Наталья Александровна и Давыдова Лариса Емельяновна
Интегрированный урок /физика+география/
«Экологические проблемы энергетики»
Цель:
Образовательная: освещение проблем, возникающих при использовании человечеством тепловых двигателей и путей их решения;
Развивающая: закрепить и привести в систему знания о тепловых двигателях, используя межпредметные связи по физике, географии, экологии;
Воспитательная: способствовать пониманию собственных интеллектуальных достижений в области физики, географии, формирование экологических знаний
Тип урока: интегрированный урок совершенствования теоретических знаний и практических навыков
Оборудование: таблицы (принципиальная схема ТЭС, ГЭС и энергия воды, ядерный реактор и схема ЯТЦ), паровая и газовая турбины, ДВС
Ход урока:
Эпиграфы к уроку:
«Мы столь радикально изменили нашу среду, что теперь для того, чтобы существовать в этой среде, мы должны изменить себя»
Норберт Винер
«Есть такое правило: встал поутру, умылся, привёл себя в порядок – и сразу же приведи в порядок свою планету»
А. Сент-Экзюпери
Вопрос учителя физики: «Что вам пригодится сегодня на уроке?»
Ответы ребят: «Знания, умения ориентироваться по карте, работать со схемами, навыки решения задач, умения работать в группе»
Учитель географии
«Наша школа выбрала естественно – математический цикл. Давайте составим кластер, отражающий список профессий, исходящих из темы нашего урока»
Моя будущая профессия: энергетик, инженер, электрик, эколог, и др.
Учитель физики:
Класс разделён на группы, примерно равные по силам. Оценивать работу учащихся будет жюри в составе школьной администрации.
1 этап
Учитель физики:
Каждая группа получила задание на дом составить проект по одной из выбранных ими типов электростанций.
Начинает 1 группа с защитой проекта по ТЭС.
В структуре выработки электроэнергии преобладают ТЭС, работающие на угле, мазуте, природном газе. На долю ТЭС в мировом производстве приходится 62%. По размерам выработки электроэнергии на ТЭС лидирует США, Китай, Россия, Япония, Германия. Но по доле ТЭС в общей выработке электроэнергии выделяются другие страны: Польша, ЮАР, «нефтяные страны». Доля ТЭС в электроэнергетике Казахстана составляет более 90%. Большая часть энергии производится на 37 ТЭС, работающих на углях Экибастузского, Майкубенского, Тургайского и Карагандинского бассейнов, на газе, на мазуте. Около 20 ТЭС работает на Экибастузском угле. В окрестностях Экибастуза работает ГРЭС-1, ГРЭС-2. В Алматинской области на берегу озера Балхаш строится Южно-Казахстанская ГРЭС. Значительного повышения КПД удалось достигнуть в результате изобретения паровой турбины. Первая паровая турбина, нашедшая практическое применение, была изготовлена шведским инженером Густавом Лавалем в 1889г. Для работы паровой турбины за счёт энергии, освобождаемой при сжигании каменного угля или мазута, вода в котле нагревается и превращается в пар. Пар нагревается до температуры 5000С и при высоком давлении выпускается из котла через сопло. При выходе пара внутренняя энергия нагретого пара преобразуется в кинетическую энергию струи пара. Скорость струи пара может достигнуть 1000м/с. Струя пара направляется на лопатки турбины и приводит турбину во вращение. На одном валу с турбиной находится ротор электрического генератора. Таким образом энергия топлива преобразуется в электрическую энергию. Современные паровые турбины обладают высоким КПД. Мощность современных энергоблоков котёл-турбина-генератор достигает 1.2∙106кВт. Для повышения КПД на многих электростанциях тело, отбираемое от паровой турбины, используется для нагревания воды. Горячая вода поступает в систему бытового и промышленного теплоснабжения. КПИ топлива в такой электроцентрали (ТЭЦ) повышается до 60-70%.
Учитель географии: При сгорании топлива образуется такие вредные для растений, животных и человека вещества как оксиды азота, углеводороды, оксиды углерода, сернистые соединения, сажа. Какие воздействия на организм человека оказывают вредные выбросы?
Ответ учащегося:
СО – оксид углерода при вдыхании связывается с гемоглобином крови, вытесняя из неё кислород, в результате чего наступает кислородное голодание, сказывающееся на ЦНС. Высокая концентрация может вызвать смерть. Диоксид азота вызывает сильное раздражение слизистых оболочек глаза, а при вдыхании – образование азотной и азотистой кислот в дыхательных путях. Сернистый газ приводит к онкозаболеваниям. Сажа действует на лёгкие, возрастает опасность заболевания раком. Чтобы избежать всего этого человек строит дымовые трубы на высоте более 300м с обязательной установкой специальных насадок на них для улавливания ядовитых газов так называемые пылеуловители: с использованием силы тяжести; инерционные пылеуловители, использующие силы инерции при повороте газового потока; центробежные пылеуловители, основанные на действии центробежных сил инерции (циклоны); рукавные фильтры, основанные на фильтрации запыленного газа через ткани; электрические пылеуловители, действие которых основано на использовании сил притяжения.
Учитель физики: продолжает 2 группа с проектом защиты ГЭС.
Ответ учащегося: примерно 20% мирового производства электроэнергии обеспечивают ГЭС. По общим размерам выработки электроэнергии на ГЭС выделяются Канада, США, Бразилия, Россия, Китай. Из экономически развитых стран мира практически всю электроэнергию на ГЭС получает Норвегия, затем Бразилия, Австрия, Канада, Щвейцария. Из стран СНГ в эту группу входят Киргизия, Таджикистан. В Казахстане электроэнергия ГЭС занимает незначительную долю: 3 крупные электростанции – Бухтарминская, Усть-Каменогорская, Капчагайская, они обеспечивают 10% потребности страны. Использование потенциальной энергии воды насчитывает 1000лет. Водяные колёса разных типов применялись в древних цивилизациях Азии и Востока. Наибольшее развитие они получили в 18 и в сер 19вв, став основным приводом для мельниц, станков, текстильных машин и т.п. В настоящее время гидроэнергия используется для получения электроэнергии. До сих пор считается, что наиболее экономично строить ГЭС высокой мощности. В мире начитывается около 130 станций; мощность наиболее крупных станций достигает 13ГВт. Как правило используется 2 типа турбин: радиально-лопастные, обычно с большим диаметром рабочего колеса до 10м и радиально-осевые с диаметром колеса до 7м, их КПД выше и они могут работать при значительном колебании напора воды от 45 до 120м. Для получения значительного напора воды и аккумулирования энергии стремятся строить станции с высокими плотинами. ГЭС долгое время считались экологически чистыми производствами, т.к. они не дают вредных выбросов. Однако это не так. Строительство ГЭС деформирует окружающую среду, т.к. при этом создаются огромные водные бассейны, заливаются плодородные пойменные земли и лесные массивы, с поверхности водохранилищ происходит интенсивное испарение воды. Известно, что площадь всех искусственных водоёмов в СНГ равна территории Франции. Американскими учёными установлено, что сооружения высотных плотин и накопление больших объёмов воды повышает сейсмичность в районе станции. Искусственное землетрясение наблюдалось также при заполнении водохранилища Нурекской ГЭС.
Учитель физики: Каковы меры преодоления негативного воздействия гидроэнергетики на окружающую среду?
Ответ учащегося: В некоторых водохранилищах из-за мелководий происходят неблагоприятные гидробиологические процессы, влекущие за собой разложение органических веществ и цветение воды, ухудшающие санитарное состояние водоёма. Это отрицательное влияние можно использовать для выращивания риса, водоплавающих птиц, ондатры, нутрии и т.д. Заиливание прибрежной зоны нежелательно во многих отношениях, но оно создаёт возможность получения удобрений из ила. В перспективе – создание малых ГЭС единичной мощности 30кВт на небольших водоёмах. Создавая малые ГЭС можно получить электроэнергию не воздействуя на природную среду так сильно, как при воздействии крупной ГЭС.
Учитель географии: Слово 3 группе. Проект по АЭС.
Ответ учащегося: АЭС в мире обеспечивают 17% мировой выработки электроэнергии; они работают уже в 32 странах мира. Больше всего АЭС в США, Франции, Японии, Германии, России, Канаде. А по доле АЭС в общей выработке выделяются Литва, Франция, Бельгия. Атомная энергетики вполне обеспечена сырьём. К числу главных производителей уранового концентрата относятся Канада, Австралия, Намибия, США, Россия. Единственная атомная электростанция в Казахстане находилась в городе Актау с реактором на быстрых нейтронах с мощностью в 350 МВт. АЭС работала в 1973-1999 годах. В настоящий момент атомная энергия в Казахстане не используется, несмотря на то, что запасы (по данным МАГАТЭ) урана в стране оценены в 900 тысяч тонн. Основные залежи находятся на юге Казахстане (ЮКО и Кызылординская области), западе в Мангыстау, на севере Казахстана (месторождение Семизбай).
Сейчас рассматривается вопрос о строительстве новой атомной электростанции мощностью 600 МВт в г. Актау. В стране эксплуатируются около 5 исследовательских ядерных реакторов.
Ядерный реактор – это техническая установка, в которой осуществляется самоподдерживающаяся цепная реакция деления ядер урана с освобождением ядерной энергии. Ядерный реактор состоит из активной зоны и отражателя, размещённых в защитном корпусе. Активная зона содержит ядерное топливо в виде топливной композиции в защитном покрытии и замедлитель. Топливные элементы имеют вид тонких стержней. Они собраны в пучки и заключены в чехлы. Такие сборные композиции называются сборками или кассетами. Вдоль топливных элементов двигается теплоноситель, который воспринимает тепло ядерных превращений. Нагретый в активной зоне теплоноситель двигается по контуру циркуляции за счёт работы насосов либо под действием сил Архимеда и, проходя через теплообменник, либо парогенератор, отдаёт тепло теплоносителю внешнего контура. Известно, что 1кг урана заменяет 20т угля. Мировые запасы энергоресурсов оценивается величиной в 13∙1012т урана.
Учитель физики: Почему АЭС считаются экологически более чистыми, чем ТЭС, с чем это связано?
Ответ учащегося: Радиоактивные выбросы угольной ТЭС в атмосферу при существующей эффективности очистки отходящих газов в 5-40 раз выше, чем АЭС. Это объясняется тем, что в одной тонне угля содержатся 1-2.5г урана и 2.5-5г тория. При расходе угля до 6млн.тонн в год общее количество урана и тория и продуктов из радиоактивного распада, проходящее через топку котлов ТЭС вместе с углём составляет от 1 до 2.5т урана и от 2 до 5т тория в год. Если на АЭС принимаются меры по локализации радиоактивных отходов, то на ТЭС и особенно вблизи золоотвалов наблюдается повышенный радиационный фон.
Учитель физики: Защита проектов закончена. Приступаем к новому этапу – решение физических
задач с экологическим содержанием
2 этап «Решение задач с экологическим содержанием»
1команде:
Сколько кубических литров природного газа нужно сжечь, чтобы повысить температуру 10л воды от 10 до 1000С? Удельная теплоёмкость воды 4200Дж/(кг∙0С), удельная теплота сгорания природного газа 4.4∙107Дж/кг. КПД нагревателя 25%. Что нужно, чтобы в окружающую среду попало как можно меньше вредных продуктов сгорания?
2 команде:
Электрическая лампа, мощностью 60 Вт опущена в прозрачный калориметр, содержащий воду массой 0.5кг. За 10мин вода нагрелась на 100С. Какую часть энергии, потребляемой лампой, калориметр пропускает в виде ЭМ излучения? Как можно уменьшить потерю энергии на излучение?
3 команде:
Какое количество воды может нагреть от 0 до 500С ветродвигатель, колесо которого имеет радиус 6м, за час работы при скорости ветра 10м/с? Какие превращения энергии происходят при этом? КПД установки 20%.
Учитель географии: Ископаемые виды топлива загрязняют окружающую среду и тому же их запасы не безграничны. Поэтому люди стремятся найти новые виды энергии, способные производить электричество и обеспечивать работу механизмов. Назовите альтернативные источники электроэнергии.
Расскажите о малоизвестных источниках энергии.
1 команда рассказывает о водородном топливе.
2 команда рассказывает о бионефти
3 команда рассказывает об использовании ветряков.
(тем временем проверяется решение задач)
Учитель географии: Переходим к 3 этапу урока «Установи соответствие»
Типы станций
А. ГЭС
Б. АЭС
В. ТЭС
Технико-экономические особенности
1. Наибольшая доля производимой энергии
2. Самая высокая стоимость строительства
3. Наибольшее загрязнение атмосферы
4. Самая низкая себестоимость производимой энергии
5. создание радиационной опасности
6. Возможность размещения в электродефицитных районах
Ответы: А 2,4; Б 5,6; В 1,3
1. Термодинамика
2. Калориметр
3. Вечный двигатель
4. Теплопередача
5. Тепловой двигатель
6. КПД
7. детонация
1. Способ изменения внутренней энергии тела
2. Явление самовоспламенение горючей смеси, происходящее ещё до того, как поршень достигает верхней мёртвой точки
3. Учение о теплоте и работе
4. Устройство, которое может совершать неограниченно долго работу без затрат энергии
5. Устройство, уменьшающее теплообмен содержимого внутреннего сосуда с внешней средой
6. Двигатель, который превращает внутреннюю энергию топлива в механическую работу
7. Величина, показывающая насколько эффективно используется подводимая к машине энергия
Ответы: 1-3, 2-5, 3-4, 4-1, 5-6, 6-7, 7-2
Подведение итогов урока. Награждение команд
Гончар Елена Леонидовна
учитель физики,
учитель-методист
МОУ «Школа №26 г.Донецка»
УРОК-БЕСЕДА ПО ФИЗИКЕ «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ДЛЯ КАЖДОГО»
АННОТАЦИЯ: урок направлен на воспитание экологического сознания у учащихся, должен способствовать организации навыков экологически устойчивого и безопасного стиля жизни, привлечь внимание к проблемам использования энергии, экономии энергии и энергоресурсов, охране окружающей среды; предлагаемый материал создаёт мотивацию для сбережения ресурсов и энергии, вовлекает школьников в полезную деятельность по энерго- и ресурсосбережению, стимулирует интерес к научным исследованиям и практическому применению знаний.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: энергосбережение, окружающая среда, энергетика, электроприборы, источники энергии, техника безопасности.
Задачи:
Помочь школьникам осознать важность экологии, как науки, научить бережно обращаться с ресурсами Земли, воспитывать доброжелательное отношение к окружающей среде, научить принимать верные решения по вопросам окружающей среды и принимать осмысленные действия.
Цели урока : обучающие:
Создать условия для ознакомления учащихся с видами электроприборов, назначением электросчетчика, устройством утюга;
Содействовать развитию умения рассчитывать количество потребленной электроэнергии и её стоимость;
Создать условия для формирования первоначальных умений правильной эксплуатации электроприборов и знания правил техники безопасности при их использовании.
развивающие:
Способствовать развитию у школьников умений выделять главное в изучаемом;
Способствовать развитию аналитического мышления, расширению кругозора;
Формировать умения выполнять операции анализа, синтеза, классификации, способность наблюдать, делать выводы, выделять существенные признаки объекта, выдвигать гипотезы и применять их при решении задач разного уровня.
воспитательные:
Способствовать воспитанию у учащихся экономического мышления;
Развитию самостоятельности и коммуникативности в работе;
Формировать бережное отношение к энергоресурсам и бытовой технике.
Тип урока: комбинированный.
Формы ведения урока: диалог, беседа, объяснение, практическая работа, упражнения, инструктаж, работа с технической документацией, профориентационная деятельность.
Формы организации учебно-познавательной деятельности учащихся : групповая работа, индивидуальная, общеклассная, работа с текстом.
План урока
I. Организационный момент.
II. Актуализация опорных знаний и умений учащихся. Повторение правил безопасности труда. Создание проблемной ситуации: «Все энергетические ресурсы исчерпаны. Как найти выход из сложившейся ситуации?»
III. Изучение нового материала.
1.Понятие об электросчетчике. Расчет стоимости потребленной электроэнергии.
2.Использование энергосберегающих технологий в быту.
3.Виды бытовых электроприборов.
4.Устройство электроприборов.
Ход урока
І . Вступительное слово учителя.
В недалеком прошлом маломощные электростанции, работающие на угле и нефти с трудом обеспечивали потребности человека. Но и потребности были очень скромные. Естественно и речи не было, что Земля может исчерпать свои ресурсы. Но численность жителей Земли растет в геометрической прогрессии и тем самым увеличивается потребность в энергии. Ученые пытаются решить эту проблему. Международные конференции, научные книги, исследования посвящены поиску дешевых, доступных, экологически безопасных решений. Вот и сегодня на уроке мы поговорим на эту тему. Как мы понимаем эту проблему, что можем сделать для сохранения богатств нашей планеты?
ІІ . Актуализация опорных знаний и умений учащихся.
Беседа.
1.Скажите, какую роль играет в нашей жизни электрический ток.
2.Какие элементы электрической цепи вам известны?
3.Что такое сопротивление проводника? В каких единицах оно измеряется?
4.Как можно выразить работу электрического тока через мощность и время?
5.Каково общее назначение всех электроприборов?
6.Назовите электроприборы, используемые в быту.
7.Какие светильники установлены в вашей квартире? Постарайтесь определить их виды и назначение. Какими светильниками вы пользуетесь чаще?
8.Что является необходимым условием для работы перечисленных приборов?
9.Какой прибор показывает нам количество израсходованной энергии?
ІІІ. Обсуждение темы.
Учитель: Что такое энергетика?
Энергетика - это отрасль хозяйства, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии.
А как давно человек начал использовать энергию?
Учитель: Около 500 тыс. лет назад, человек впервые освоил энергию огня- тепловую энергию от сгорания древесины.
10 тыс. лет назад с возникновением земледелия, потребность в энергетических ресурсах возросла, и человек стал строить мельницы, работающие на энергии воды и ветра. Но с ростом промышленного производства и увеличения численности населения Земли, человек строит теплоэлектростанции работающие на основе каменного угля, нефти и природного газа. Широко осваивается энергия рек- гидроэлектростанции. В конце 20 века освоена атомная энергия, но и это уже не удовлетворяет потребности человека. Но есть и нетрадиционные источники энергии- ветроэлектростанции (используется ветер, заставляющий вращаться турбины и таким образом производит электричество), гелиолектростанции- энергия солнца, геотермальные(пар от воды, нагретый глубоко в Земле, используется для того чтобы повернуть турбины, подключенные к электрическим генераторам.) Человек пытается использовать энергию приливов и отливов, морских течений, жидкого водорода, синтетического топлива. Но как обстоят экологические проблемы при использовании тех или иных источников для получения энергии?
Учитель: Использование тепловой энергии приоритетна. Но! Еще Д.И. Менделеев говорил, что использование нефти Это все равно что сжигать деньги в печи, хотя нефть в чистом виде не используется, а только мазут- продукт её переработки. И ещё при сжигании любого топлива расходуется большое количество кислорода и выделяется углекислый газ в таком количестве,что приводит к экологической проблеме- создаётся “ парниковый эффект”. Это приводит к потеплению климата и как последствия наводнения (нам хорошо знакомы стихийные бедствия в Европе.) При сгорании топлива загрязняется окружающая среда, это приносит вред животным (они либо покидают свои места, либо гибнут, либо происходит мутации в развитии) , изменяется качество питьевой воды, чрезмерное цветение и зарастание водоемов. Это приводит к экологическим катастрофам. Продолжаться так, конечно, до бесконечности не может. Нужна альтернатива, и мы с вами знаем, что тепловые ресурсы не бесконечны.
Назовите исчерпаемые и неисчерпаемые источники энергии.
Расчет стоимости потребленной электроэнергии.
Пример 1. Имеется электрическая лампа, рассчитанная на ток мощностью 100 Вт. Ежедневно лампа горит в течение 6 часов. Найти работу тока за один месяц (30 дней) и стоимость израсходованной энергии при тарифе 2,45 гривны за 1 кВт*ч.
Использование энергосберегающих технологий в быту.
Зависит ли расход электроэнергии от времени года?
Ребята, а надо ли нам с вами рационально и бережно относиться к электроэнергии? Создание проблемной ситуации
Какие пути экономии электроэнергии вы можете предложить?
Не включать осветительные и электронагревательные приборы без надобности;
Используйте экономичный режим работы бытовых электроприборов (стиральных машин, электроплит, пылесосов);
Уходя из квартиры, убедитесь, что все электроприборы выключены (это правило одновременно является и правилом противопожарной безопасности).
В зависимости от назначения электроприборы условно разделяют на следующие группы:
Для приготовления пищи (плиты, миксеры, овощерезки, соковыжималки, кофеварки, тостеры, блендеры и т.д.);
Нагрева жидкости (чайники, самовары, кипятильники, водонагреватели);
Дополнительного обогрева и вентиляции помещений (радиаторы, камины, конвекторы, вентиляторы, кондиционеры);
Личной гигиены (утюги, фены, грелки);
Проведения досуга (музыкальные центры, магнитофоны, телевизоры);
Бытовая техника (стиральные машины, холодильники, пылесосы);
Средства связи (телефоны, радиотелефоны);
Электроинструменты (паяльники, выжигатели, глянцеватели, дрели и т.д.).
Каждый электроприбор имеет технический паспорт, в котором указывается напряжение, мощность, номер стандарта, год выпуска, название изготовителя, который находится на корпусе прибора в виде таблички, а так же инструкцию по применению, где указаны правила эксплуатации, особенности ухода за прибором, возможные неисправности и причины их устранения, гарантийные обязательства.
IV . Устройство электронагревательных приборов.
Учитель: исчерпаемые источники энергии - это нефть, газ, уголь, уран. То что они могут иссякнуть это одна проблема, но отходы этих станций смертельно опасны для человека. Неисчерпаемые источники энергии - это энергия биомассы, ветра, солнца, морских волн и течений, тепло земли. К каким последствиям может привести авария на АЭС?
Учитель: Даже без аварии вокруг реактора наблюдается радиоактивный фон, что приводит к генным мутациям и онкологическим заболеваниям.
Но так ли безвредно использование ветра, солнца и воды?
Учитель: При очень многих плюсов есть минусы. Зависимость ветроэлектростанций от погоды и создается шумовое загрязнение. Уходят животные, что нарушает экологический баланс в данной местности. Человек чувствует угнетенное состояние. И при всем этом мощность таких станций невелика. В Германии созданы ветровые парки на южном побережья Ютландского полуострова, и в близи посёлка Куликово Калининградской области. Геотермальная энергия- используется в Исландии, на Камчатке.. Но горячая вода обратно никуда не закачивается, это приведет к загрязнению почв и экологическим нарушениям. Солнечных электростанций пока очень мало. Это солнечные установки, которые улавливают и преобразуют энергию солнца. Но это зависимость от климатических условий и очень дорого. Такой вид энергии используется в Бразилии, Калифорнии на крышах многоэтажек.
Можно ли как то изменить ситуацию?
Учитель: Самое главное научится экономить энергию. Элементарно экономить электричество в наших квартирах, проводить теплоизоляцию окон для большего сохранения тепла. Эффективное использование энергетических ресурсов., соблюдения требований к охране природы чтобы не нарушался экологический баланс в природе, сократить расходование ресурсов. Установить средства регулирование потребление энергоресурсов (включатели и выключатели.)
V . Закрепление новых знаний и умений учащихся (рефлексия).
1.Первой группе составить правила техники безопасности, используя частицу НЕ, вторая группа составляет на основании правил безопасности 1 группы без использования частицы не, т. е. объясняет, как необходимо поступить в той или иной ситуации.
2.Разгадать кроссворд по теме «Электробытовые приборы»
1) Бытовой кухонный электроприбор.
2) Бытовой электроприбор для мытья полов
3) Бытовой электроприбор для уборки помещения
4) Электроприбор
5) Тепловой электроприбор
6) Бытовой электроприбор, используемый для обогрева помещений
7) Бытовой электроприбор
8) Кухонный электроприбор для получения сока
9) Внешняя оболочка электроприбора
10) Деталь, соединяющая электронагревательный прибор со шнуром
11) Устройство, автоматически поддерживающее температуру
12) Деталь терморегулятора имеющая отношение к прическе
13) .Важный узел холодильника
14) Жарочный шкаф с инфракрасным нагреванием
VI . Подведение итогов урока.
VII . Домашнее задание: рассчитать потребление электроэнергии в вашем доме за неделю.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1) http://boltishki.grodno.unibel.by/main.aspx?uid=872
2) Бушуев В.В. Троицкий А.А. Энергоэффективность и экономика России.// Энергия: техника, экономика, экология. 2004. № 5.
3) Лисиенко В.Г. Щелоков Я.М. Хрестоматия по энергосбережению. Справочное издание. В 2-х книгах.- М.: «Теплоэнергетик», 2002. - 688 с.
При использовании материалов этого сайта - и размещение баннера -ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!
Интегрированный урок (физика + экология) по теме: "Вещество - без которого невозможна жизнь"
Урок физики.
Сегодня на уроке мы с Вами работаем над мини-проектом - Вода. Экологические аспекты водных экосистем.
Цель нашей работы - уточнение значение воды для жизни живых организмов, её влияние и влияние окружающей среды на воду и соответственно на жизнь. Приступаем к работе.
Чтобы правильно ответить на вопросы урока необходимо внимательно ознакомиться с содержанием теоретического материала. Все вопросы урока относятся именно к той части которая предшествовала ему.
Если какой- либо вопрос вызвал затруднение еще раз внимательно перечитай теорию.
Сначала выясним, как влияет вода ни живые организмы, её значение в нашей жизни, вспомним её физико-химические характеристики и как они связаны с этим влиянием.
Охрана природы - это не только обще государственная задача, но и дело всего народа. Думая о будущем, человек должен бережно и с любовью относиться к природе сегодня и в первую очередь к её водным ресурсам.
Сегодня на уроке мы повторим, что мы знаем о воде и попробуем ответить на вопрос.
Почему же так необходимо заботиться о состоянии водных экосистем?
Какие экологические проблемы испытывают отдельные экосистемы?
Какие пути их решения уже найдены?
А так же попробуете предложить свои пути решения этих проблем.
Вода играет большую роль в нашей жизни. Что бы делало человечество без воды, даже трудно представить. По-видимому, оно просто бы не существовало. С водой на нашей планете связаны не только жизнь и климат, но и работа большинства отраслей народного хозяйства, особенно водного транспорта. Вода является богатейшим источником энергии - это гидроэнергия рек, энергия приливов, геотермальная и термоядерная энергия.
Именно благодаря воде в природе возникают интереснейшие и самые разнообразные явления, такие, как радуга, гало, сулой, венцы, "шепот звезд" и другие.
Некоторые люди связывают с ними различные суеверия и приметы. Но ученые разгадали и нашли объяснение этим загадочным явлениям природы. Причиной некоторых из них является вода, ее пары и лед.
Воде принадлежит огромная роль в природе. В самом деле, ведь именно море явилось первой ареной жизни на Земле.
Растворенные в морской воде аммиак и углеводы в контакте с некоторыми минералами при достаточно высоком давлении и воздействии мощных электрических разрядов могли обеспечить образование белковых веществ, на основе которых в дальнейшем возникли простейшие организмы.
По мнению К. Э. Циолковского, водная среда способствовала предохранению хрупких и несовершенных вначале организмов от механического повреждения. Суша и атмосфера стали впоследствии второй ареной жизни.
Можно сказать, что все живое состоит из воды и органических веществ. Без воды человек, например, мог бы прожить не более 2-3 дней, без питательных же веществ он может жить несколько недель.
Для обеспечения нормального существования человек должен вводить в организм воды примерно в 2 раза больше по весу, чем питательных веществ.
Потеря организмом человека более 10% воды может привести к смерти.
В среднем в организме растений и животных содержится более 50% воды, в теле медузы ее до 96, в водорослях 95-99, в спорах и семенах от 7 до 15%.
В почве находится не менее 20% воды, в организме же человека вода составляет около 65% (в теле новорожденного до 75, у взрослого 60%).
Разные части человеческого организма содержат неодинаковое количество воды: стекловидное тело глаза состоит из воды на 99%, в крови ее содержится 83, в жировой ткани 29, в скелете 22 и даже в зубной эмали 0,2%.
В первичной водной оболочке земного шара воды было гораздо меньше, чем теперь (не более 10% от общего количества воды в водоемах и реках в настоящее время). Дополнительное количество воды появилось в последствии в результате освобождения воды, входящей в состав земных недр.
По расчетам специалистов, в составе мантии Земли воды содержится в 10-12 раз больше, чем в Мировом океане. При средней глубине в 4 км Мировой океан покрывает около 71% поверхности планеты и содержит 97,6% известных нам мировых запасов свободной воды.
Реки и озера содержат 0,3% мировых запасов свободной воды.
Большими хранилищами влаги являются и ледники, в них сосредоточено до 2,1 % мировых запасов воды. Если бы все ледники растаяли, то уровень воды на Земле поднялся бы на 64 м, а значит, около 1/8 поверхности суши было бы затоплено водой.
В эпоху оледенения Европы, Канады и Сибири толщина ледяного покрова в горных местностях достигала 2 км, В настоящее время вследствие потепления климата Земли постепенно отступают границы ледников. Это обусловливает медленное повышение уровня воды в океанах.
Около 86% водяного пара поступает в атмосферу за счет испарения с поверхности морей и океанов и только 14% за счет испарения с поверхности суши. В итоге в атмосфере концентрируется 0,0005% общего запаса свободной воды. Количество водяного пара в составе приземного воздуха изменчиво. При особо благоприятных условиях испарения с подстилающей поверхности оно может достигать 2%.
Несмотря на это, кинетическая энергия движения воды в морях составляет не более 2% от кинетической энергии воздушных течений. Происходит это потому, что более трети солнечного тепла, поглощаемого Землей, тратится на испарение и переходит в атмосферу. Кроме того, значительное количество энергии поступает в атмосферу за счет поглощения проходящего через нее солнечного излучения и отражения этого излучения от земной поверхности.
Прошедшая же через водную поверхность лучистая энергия Солнца и небесного свода уменьшается в интенсивности наполовину уже в верхнем полуметре воды вследствие сильного поглощения в инфракрасной части спектра.
Очень большое значение в жизни природы имеет то обстоятельство, что наибольшая плотность у воды наблюдается при температуре 4° С. При охлаждении пресных водоемов зимой, по мере понижения температуры поверхностных слоев более плотные массы воды опускаются вниз, а на их место поднимаются снизу теплые и менее плотные.
Так происходит до тех пор, пока вода в глубинных слоях не достигнет температуры 4° С. При этом конвекция прекращается, так как внизу будет находиться более тяжелая вода. Дальнейшее охлаждение воды происходит только с поверхности, чем и объясняется образование льда в поверхностном слое водоемов. Благодаря этому подо льдом не прекращается жизнь, т.к. водоем не промерзает полностью.
1. Что такое конвекция?
Вертикальное перемешивание морской воды осуществляется за счет действия ветра, приливов и изменения плотности по высоте. Ветровое перемешивание воды происходит в направлении сверху вниз, приливное - снизу вверх. Плотностное перемешивание возникает за счет охлаждения поверхностных вод. Ветровое и приливное перемешивания распространяются на глубину до 50 м, на больших глубинах может сказываться действие только плотностного перемешивания. Растворенный в воде воздух богат кислородом, что способствует развитию в ней жизненных процессов.
2. В каких водах рыб больше в холодных или в теплых?
Вода имеет большую удельную теплоемкость и маленькую теплопроводность, что также играет большую роль для жизни в ней живых организмов.
3. Определить на сколько градусов изменится температура воды, если температура воздуха, такой же массы, изменится на 10 градусов.
Высокая теплоемкость воды влияет и на климат земного шара.
4. Климат островов умереннее и ровнее, чем климат больших материков. Почему?
Вода оказывает большее сопротивление, чем воздух. Это связано с тем, что она имеет большую плотность. С высокой плотностью воды связано и высокое давление. Приспособлением к различному давлению в слоях воды можно объяснить и форму тела рыб.
5. Как отличается форма тела ската и леща и почему?
Среди присутствующих на Земле жидкостей поверхностное натяжение воды уступает только ртути. Существенную роль в жизни растений играют и оптические свойства водяного пара. Водяной пар сильно поглощает инфракрасные лучи, что важно для предохранения почвы от заморозков. Еще более действенным средством от заморозков является выпадение росы и образование тумана.
6. Почему?
7. Рассчитать какое количество теплоты выделиться при конденсации водяного пара объемом 100 куб.м.
Зная физические свойства воды и льда, человек давно использует их в своей практической деятельности.
8. Чем можно объяснить прокладку голых электрических проводов по льду?
9. Какое море может служить эталоном прозрачности воды?
Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Вода является универсальным растворителем.
10. Как называется вода, в которой растворено менее 1 г минеральных веществ на 1 л.
11.Найдите массу этой воды.
12. Как называют воду с большим содержанием гипса, извести?
13. Почему раки живут только в жесткой воде?
Подведем итог первой части нашего урока.
14. Перечислите основные физико-химические свойства воды. Как они влияют на жизнь живых организмов?
Влияние воды на жизнь живых организмов мы с Вами повторили. Теперь Вы приступаете ко второй части своей работы: Вам надо выяснить как жизнь, а точнее человек влияет на состояние воды и как это сказывается на окружающей среде и на человеке. Поскольку с водой живые организмы получают растворенные в ней вещества, то её важнейшей характеристикой является её качество, которое резко ухудшается в результате загрязнения. На уроке экологии вы будете говорить о видах загрязнения воды и подготовите тезисы для пресс-конференции " Экологические проблемы водных экосистем".
Урок экологии.
На уроке физики вы говорили о значении воды для жизни живых организмов. Какие физические и химические свойства воды влияют на состояние жизни в ней организмов? Мы с вами уже знаем, что емкость океана, как естественного безграничного очистителя не безгранична, что вода является идеальным растворителем, и соответственно с ней в наш организм попадают не только полезные, но и вредные вещества. Так как происходит загрязнение вод. Поскольку эффектом самоочищения обладают лишь пограничные слои воды, составляющие не более 2-3% Мирового океана, его экосистемы уже не в состоянии справляться с загрязнением, вызывающим их деградацию. Спасти водные экосистемы эта одна из важнейших задач. Ваша задача на этом уроке найти информацию, подготовить тезисы для пресс конференции и составить карту "Экологического состояния водных экосистем". Поиском информации мы будем заниматься по группам. Задания для каждой группы даны на доске. Итогом нашей работы должно стать наиболее полное отображение картины "Экологического состояния водных экосистем" на сегодняшний момент, а домашнее задание это выработка Ваших предложений по улучшению состояния водных экосистем и мониторинг состояния Кузьминских прудов. Ознакомьтесь с планом работы на уроке.
|
Группа ищет информацию в Интернет |
Группа работает с большой энциклопедией Кирилла и Мефодия (CD-ROM) |
Группа работает с журналом « Экология и жизнь» и энциклопедиями |
||
|
1. Войти в поисковую систему Рубрикон. 2. Найти нужнуюэнциклопедию 3. Найти данные о морях и озерах. 5. Войти в поисковую систему Яндекс 6. Найти информацию по экологическим проблемам морей и способы ее решения. 7. Войти в поисковую систему Апорт и пользуясь расширенным поиском найти информацию. 8. Составить тезисы к пресс-конференции 9. Отметить на контурной карте, используя программу Photoshop районы загрязнения, связанные с загрязнением водных |
1. Используя материал энциклопедии найти информацию по экологическому состоянию рек и озер, их характеристики. 2. Отметить на контурной карте, используя программу Photoshop, районы загрязнения, связанные с загрязнением водных экосистем. 3. Составить тезисы к пресс-конференции и задачи для использования на уроках физики. 4. Сообщить о результатах своей работы преподавателю по E –mail: |
1.Используя журналы и энциклопедии найти нужную информацию. 2.Составить тезисы к пресс-конференции и материал под рубрикой «Интересные факты» для использования на уроках биологии в формате.doc. 3.Отправить свои работы в формате.zip учителю по E –mail: 4.Отметить на контурной карте районы загрязнения, связанные с загрязнением водных экосистем. |
||
При составлении карты обратите внимание на то, что ни одна энциклопедия Вам не даст полностью карту или информацию. для правильного составления карты Вам надо применить знания по физике, географии, экологии и биологии.
Напоминаю ваше домашнее задание. Выработать свои предложений по улучшению состояния водных экосистем, с учетом полученной информации, и провести мониторинг состояния близлежащих озер.
Учитель физики: Рыжкова Т.Г.
Конспект урока по физике
9 класс
Эпиграф :«Обнаруженная сила урана угрожает цивилизации и людям не больше, чем когда мы зажигаем спичку. Дальнейшее развитие человечества зависит не от уровня технических достижений, а от его моральных принципов». А. Эйнштейн
Тема : «Атомная энергия. Экологические проблемы АЭС.»
Цель : показать необходимость такой отрасли как атомная энергетика.
Задачи : - ознакомить учащихся с сомнениями в необходимости развития атомной энергетики;
Рассмотреть проблему энергетического голода человечества;
Ознакомить учащихся с историей развития атомной энергетики;
Рассмотреть достоинства и недостатки различных видов электростанций;
Ознакомить учащихся с путями решения проблем атомной энергетики.
Актуализация прежних знаний: тест для взаимопроверки. Учащиеся выполняют тест на заранее заготовленных листках с заданием, разложенных на столах. Затем в парах обмениваются выполненными тестами и по открытому слайду проверяют правильность выполнения работы. После чего передают работы учителю.
Вариант 1.
Определите, сколько протонов и нейтронов в ядре атома бериллия 4 9 Ве.
А. Z =9, N =4.
Б. Z =5, N =4.
В. Z =4, N =5.
Ядро какого химического элемента образуется при альфа - распаде
радия?
88 226 Ra → ? + 2 4 He .
А. Радона
Б. Урана
В. Кальция
13 27 Al + 0 1 n → 12 27 Mg + ? .
А. электрон
Б. протон
В. альфа-частица
Вариант 2.
Определите количество протонов и нейтронов в ядре атома железа 26 56 Fe .
А. Z =26, N =56.
Б. Z =26, N =30.
В. Z =56, N =30.
Ядро какого химического элемента образуется при бета - распаде
углерода?
6 14 C → ? + -1 0 e .
А. Азота
Б. Фтора
В. Кислорода
3. Определите неизвестный продукт ядерной реакции:
94 239 Pu + 2 4 He → 96 242 Am + ? .
А. протон
Б. электрон
В. нейтрон
II .
Формирование новых знаний.
На столах учащихся приготовлены листы с вопросами для составления краткого конспекта материала урока. Учащиеся поделены на группы. Походу выступлений представителей групп каждый учащийся записывает в этих листах ответы на поставленные вопросы.
1) Вступительное слово учителя.
Долгое время ядерная энергия была скрыта от человека. Но человек любопытен! Ему всегда нужно знать то, что пока неизвестно. Всегда нужно больше, чем у него есть. И он неустанно ищет новое, ищет всюду!
Если использовать ядерную энергию разумно и осторожно, то с ее помощью можно решить энергетические проблемы Земли: заменить традиционное топливо принципиально новым – компактным, бездымным и, что особенно важно, практически неисчерпаемым.
К сожалению, силы, заключенные в ядре, сначала были обращены во зло, а лишь затем – во благо. Это научило людей сдержанно относиться к возможностям ядерной энергии. После трагедии Хиросимы и Нагасаки миллионы людей осознали чудовищную силу атомного излучения, и наступил своего рода шок. А когда весь мир потрясла катастрофа на Чернобыльской АЭС, равнодушных уже не было, атомная энергетика приобрела яростных противников. Все это и сейчас мешает видеть в атомной энергии, которая освоена и служит нам много лет, благотворную силу.
А. Эйнштейн сказал: «Обнаруженная сила урана угрожает цивилизации и людям не больше, чем когда мы зажигаем спичку. Дальнейшее развитие человечества зависит не от уровня технических достижений, а от его моральных принципов».
2) Проблема энергетического голода.
Презентация.
Одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством, является проблема источников энергии. Потребление энергии растет столь быстро, что известные в настоящее время запасы топлива окажутся исчерпанными в сравнительно короткое время.
Например: надежно подтверждаемых запасов угля может хватить примерно на 350 лет, нефти- на 40 лет, природного газа- на 60 лет.
3) История развития атомной энергетики в России.
Презентация. Представитель группы в своем сообщении дает краткий обзор истории атомной энергетики в России и мире, сообщает о действующих АЭС и их характеристиках, некоторых перспективах развития атомной энергетики в России и мире
Атомная энергетика, на долю которой приходится 16% выработки электроэнергии, относительно молодая отрасль российской промышленности. Что такое 6 десятилетий в масштабах истории? Но этот короткий и насыщенный событиями отрезок времени сыграл важную роль в развитии электроэнергетики.
Дату 20 августа 1945 г. можно считать официальным стартом «атомного проекта» Советского Союза. В этот день было подписано постановление Государственного комитета обороны СССР. Первая атомная электростанция была построена через 9 лет. Созданием станции лично руководил академик И.В. Курчатов.
С 1964 года началось активное строительство новых АЭС. Чернобыльская авария 1986 года заставила пересмотреть и усовершенствовать принципы работы атомных электростанций, но не остановила развитие «атомного проекта» СССР.
Сегодня в России насчитывается 10 действующих АЭС , эксплуатирующих 31 энергоблок установленной мощностью 23 242 МВт.
4) Достоинства и недостатки различных видов электростанций.
Презентация. Представитель группы в своем сообщении дает краткий обзор достоинств и недостатков гидроэлектростанций, тепловых, солнечных, ветряных, атомных электростанций.
5) Пути решения проблем атомной энергетики.
Презентация. Представитель группы в своем сообщении сообщает об основных проблемах атомной энергетики - содействие распространению ядерного оружия, проблема захоронения радиоактивных отходов, безопасность атомных электростанций - и приводит примеры путей их решения, знакомит с деятельностью МАГАТЭ.
Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) является ведущим мировым международным правительственным форумом научно-технического сотрудничества в области мирного использования ядерной технологии. МАГАТЭ создано в рамках Организации Объединенных Наций (ООН) в 1957 году.
6) Выводы: стоит или нет развивать атомную энергетику?
Проблемная беседа по поставленному вопросу с формулировкой общего вывода, в котором заключается ответ на вопрос, поставленный к уроку в целом.
Аргументы против:
Несмотря на то, что это неисчерпаемый источник энергии, компактный, бездымный, он тоже дает отходы. Это ставшие радиоактивными детали и отработавшие тепловыделяющие элементы. Просто так их выбросить нельзя, приходится хранить в специальных контейнерах, сделанных из свинца, и опускать глубоко в землю в специальные шахты, чтобы не дать возможности излучениям вырваться наружу. А это все дорого. Иначе обезвредить отхода мы пока не можем. Вот и получается: тот выигрыш, который мы получаем при использовании ядерной энергии, перекрывается проигрышем, связанным с захоронением отходов. И далее, взрыв реактора на АЭС – грозная опасность для жизни на Земле. А если таких взрывов будет несколько, на нашей планете может наступить ядерная зима. Человек не сможет выжить, он погубит и себя, и Землю!
Аргументы за:
Многие готовы отказаться от развития атомной энергетики только потому, что живут днем сегодняшним, не думая о будущем. Но какую энергию будет использовать человек, когда иссякнут запасы твердого топлива, нефти и газа? А ведь они не безграничны. Кроме того, обычное топливо, сгорая, очень сильно загрязняет воздух и нарушает экологию Земли. Необходимо задуматься еще и над тем, что, развиваясь технически, наша цивилизация требует все больше и больше энергии, и решить эту проблему помогает атомная энергетика. Ею только надо разумно и крайне осторожно пользоваться.
Вывод:
Использование ядерной энергии имеет как положительные, так и отрицательные результаты. Увидев положительное в применении ядерной энергии, человек начал ее пропагандировать, потерял бдительность и не до конца отработал системы контроля и безопасности. Но когда случилась беда (по вине самого человека), он бросился в другую крайность: потребовал запретить ядерную энергии, прекратить ее использование. Это не выход. Человек должен всегда помнить, что, вторгаясь в тайны природы, нельзя нарушать ее законы. Кроме того, в своих действиях нужно руководствоваться правилом «Не навреди!», быть осмотрительным, внимательным, просчитывать последствия на несколько ходов вперед. А главное – всегда помнить о других людях, ценности жизни, уникальности нашей планеты.
Домашнее задание: §69,составить конспект урока по таблице.
Подведение итогов урока.
Loading...