Sinopsis integrirane lekcije iz kemije i fizike "potraga za alternativnim izvorima energije". Fizika i ekologija Sat fizike s ekološkom komponentom

"ENERGETIKA I EKOLOGIJA"

Lekcija rada u osnovno-križnim skupinama

Koristim svoje znanje

i priznati njihovu važnost.

Stavio sam svoje razumijevanje

I osjećam se povezano.

Na temelju kineske poslovice

Cilj. Uopćiti i usustaviti znanja učenika o raznim vrstama elektrana, principu njihova rada, energetskim transformacijama; nastaviti formirati sposobnost analize, usporedbe, samostalnog zaključivanja, rada sa znanstvenom literaturom; educirati ekonomske i eko logično mišljenje, sposobnost timskog rada, tolerancija, želja za nadopunom znanja.

Vrsta lekcije. Lekcija generalizacije i sistematizacije znanja.

Oprema. Magnetofon, kuhalo za vodu, plakati sa shematskim prikazom raznih vrsta elektrana, tablice za komparativne karakteristike razne vrste elektrana, markeri u boji, didaktički materijal s podacima o određenoj vrsti elektrane, atlasi "Ekonomska i društvena geografija svijeta", numerirane kartice u boji.

Metodološki savjet. Aktivnosti koje uče djecu da artikuliraju i govore ono što misle, slušaju druge i donose odluke na temelju racionalnog razmišljanja pomažu u učenju demokratskog načina razmišljanja. Istraživanja pokazuju da je uvođenje metoda grupnog rada učinkovito u sprječavanju otuđenja među učenicima. Preporučljivo je podijeliti se u skupine na prethodna lekcija, te svakoj skupini dati za domaću zadaću pronaći i obraditi gradivo o određenoj vrsti elektrane. U razredu treba prevladavati aktivnost učenika, raditi s instrumentima, literaturom, dijagramima, jer su upravo takve aktivnosti povezane s aktivnim mišljenjem.

Korištenje novog pedagoške metode zajedno s tradicionalnim, možemo pomoći učenicima da razviju svoje mišljenje dok ih učimo poštivati ​​prava drugih i raditi zajedno na postizanju zajednička svrha. “Znanje je znanje samo onda kada je stečeno naporima uma, a ne pamćenjem” (L. Tolstoj).

Nastava uključuje korištenje metoda aktivnog učenja, posebice metode rada u osnovno-unakrsnim skupinama i metode stabla odlučivanja.

Metoda baza-križ skupina. Nastavnik se dijeli u osnovne grupe u kojima učenici obrađuju određenu vrstu gradiva (svaka grupa je različita). Nakon toga učitelj formira nove međuskupine na način da u njih uđu predstavnici svake prethodne bazne skupine. U tim grupama studenti podučavaju jedni druge, prenoseći znanja stečena u osnovnim grupama.

Grupiranje se može izvršiti na različite načine. Na primjer, dajte učenicima kartice različitih boja, na kojima su napisani brojevi 1, 2, 3, 4, 5, 6. Osnovne skupine formiraju se prema bojama kartica, križ - nakon brojeva. Na male listove papira možete napisati simbole A1, A2, A3, A4, A5, A6, B1, B2, ... itd. do E6. Osnovne skupine tvore se slovima, križić - brojevima. Broj članova grupe ne smije biti veći od 6 osoba.

Metoda stabla odlučivanja. Svaka skupina dobiva tablicu koju treba ispuniti. veliki format s nacrtanim „stablom odlučivanja“ problema koji se razmatra) i flomasteri. Dok rade, članovi grupe zapisuju prednosti i nedostatke svake opcije i zatim odlučuju o načinima rješavanja problema. Nakon završetka rada, predstavnici svake skupine izvješćuju o rezultatima rada svojih skupina.

Tijekom nastave

I. Aktualizacija temeljnih znanja učenika

(U učionici tiho svira glazba, na demonstracijskom stolu je kuhalo za vodu u kojem se grije voda, nad pločom svijetli lampa, raspoređeni su stolovi učenika za grupni rad.)

Učitelj, nastavnik, profesor. Dragi prijatelji, započnimo našu današnju lekciju na neobičan način. Prvo popijemo čaj, a onda idemo na posao. Naša laborantica je davno uključila kuhalo za vodu, a voda samo što nije proključala. (Odjednom se svjetla gase, glazba prestaje, čajnik se gasi. Laborantica prilazi učitelju i tiho mu nešto govori.)

Učitelj, nastavnik, profesor. Što se dogodilo?

Studenti. Nema struje u mreži.

Učitelj, nastavnik, profesor. Šteta... Sad nećemo moći popiti čaj. I recite mi, molim vas, odakle dolazi struja u električnoj mreži našeg razreda, naših stanova?

Studenti. Proizvedeno u elektranama.

Učitelj, nastavnik, profesor. Pravo. Koje vrste elektrana poznajete?

Studenti. HE, TE, NPP, alternativa (solarna, vjetar, plima, geotermalna energija, bioplin).

(Kad učenici imenuju određenu vrstu elektrane, nastavnik ili asistent lijepi na ploču plakate sa shematskim prikazom te vrste elektrane.)

II. Motivacija za aktivnosti učenja

Učitelj, nastavnik, profesor. Energija je temelj života ljudskog društva i njezin progresivni razvoj povezan je s izravnim povećanjem potrošnje energije. Ta se potrošnja povećala tijekom 20. stoljeća. više od 100 puta, dok je fosilnih goriva spaljeno višestruko više nego u cijelom prethodnom vremenu. Kakve nas perspektive čekaju u 21. stoljeću?

Čovječanstvo je sve više svjesno svoje odgovornosti za očuvanje okoliša, za čistoću našeg planeta. Znanstveno-tehnološki napredak, povećanje udobnosti života i s njim povezano povećanje potrošnje energije objektivne su stvari. Ali to ne znači da ih treba postići pod svaku cijenu. Korištenje samo tradicionalnih izvora energije (nafta, plin, nuklearno gorivo) uništava i zagađuje zemlju, vodene resurse i zrak. Istovremeno, više od 1 kW po četvornom metru konstantno nam tijekom dana osigurava svjetlost iz neiscrpnog, ekološki besprijekornog i javno dostupnog prirodnog izvora – Sunca. Napredak tehnologije već omogućuje njegovu upotrebu za proizvodnju električne energije, čija je cijena blizu tradicionalnih. U blizini, energija vjetra i energija biomase, koje su srodne solarnoj energiji, također se intenzivno razvijaju u mnogim zemljama. Danas je nedvojbeno glavni ekonomski problem u svijetu energetska kriza. Društveno-ekonomski razvoj svake zemlje, a posebno Ukrajine, ovisi o stanju njezina energetskog sektora.

Dakle, postoje metode za proizvodnju električne energije iz organskih i nuklearnih goriva (ugljen, nafta, prirodni plin, uran) i korištenjem obnovljivih izvora energije (hidrauličke, solarne, vjetra, plime, geotermalne i druge). Koji od njih bi trebao biti poželjan? Tema naše lekcije je "Energija i ekologija".

III. Generalizacija i sistematizacija znanja

U ovoj fazi lekcije radit ćemo na ovaj način. Prošle smo godine vi i ja formirali grupe od kojih je svaka dobila domaću zadaću: pripremiti izvješće o određenoj vrsti elektrane. Dakle, sada vas molim da sjednete u grupama za stolove (stolovi različitih boja su na stolovima). Dodatne informacije dobit ćete za poruke koje ste pripremili kod kuće (vidi prilog). Vaš zadatak je obraditi ovaj materijal, prodiskutirati i odgovoriti na sljedeća pitanja (pitanja su napisana na ploči ili u obliku plakata).

1. Koji je princip rada elektrane?

2. Koje se transformacije energije odvijaju u ovoj elektrani?

3. Utjecaj ovog ES-a na okoliš?

4. Na kojim mjestima se pretežno nalaze elektrane ovog tipa?

Za ovaj zadatak imate 8 minuta.

(Dok učenici rade, nastavnik prati njihov rad i po potrebi im pomaže.)

Učitelj (za 8 minuta). Molimo prekinite raspravu. Naš daljnji rad odvija se na sljedeći način. Na vašim karticama u boji ispisani su različiti brojevi. Dakle, zamolit ću učenike da pogledaju koji je broj napisan na kartici i sjednu za stol s pripadajućim brojem.

Sada morate reći jedni drugima o vrsti ES-a koju ste naučili u prethodnoj skupini. Zatim ispunite tablicu koju ćete dobiti i odlučite: koja je od stanica najekonomičnija i ekološki prihvatljivija? Za ovaj zadatak imate 15 minuta.

(Nakon 15 minuta, grupe postavljaju svoje tablice na ploču s rješenjem zatvorenim trakom papira.)

Učitelj, nastavnik, profesor. Molim nekog od članova grupe da komentira svoj stol bez čitanja odluke.

(Skupine naizmjence iznose tablice. Kada su sve skupine izvijestile, nastavnik otvara sva rješenja i čita ih. Na temelju tih rješenja učenici generaliziraju koja je elektrana najekonomičnija i ekološki prihvatljivija.)

Učitelj, nastavnik, profesor. Dakle, električna energija je posljedica razvoja civilizacije. Daje nam priliku gledati TV emisije, slušati radio, koristiti mnoge uređaje. Ali recite mi, čega se uvijek morate sjetiti kada koristite bilo koje civilizacijsko dostignuće?

Studenti. O utjecaju tih postignuća na okoliš.

Učitelj, nastavnik, profesor. Sada želim predložiti jedan zanimljiv eksperiment. Doznajmo tko od vas može odbiti blagodati civilizacije radi očuvanja okoliša. Molim sve da zatvore oči i dignu ruku, tko je spreman ovo učiniti. Hvala vam.

(Nastavnik ocjenjuje i komentira rad učenika, njihovu sposobnost rada sa znanstvenim materijalom, analiziranja, zaključivanja, bilježi aktivan rad na satu, zanimljive i sadržajne poruke. Postavlja domaću zadaću.)

Primjena

Hidroelektrana (HE)

Energetika - grana gospodarstva koja proizvodi energiju - ima veliki značaj za razvoj gospodarstva, znanosti i kulture zemlje. Sada značajan udio u proizvodnji električne energije imaju mehanički izvori energije - hidroelektrane. Čovjek je prvi put iskoristio energiju vode uz pomoć vodenog kola. U modernoj hidroelektrani voda velikom brzinom juri na lopatice turbine. Voda teče kroz zaštitnu rešetku i kontrolna vrata kroz čelični cjevovod do turbine, iznad koje je ugrađen generator. Mehanička energija vode se turbinom prenosi do generatora u kojima se pretvara električna energija. Nakon obavljenog rada (rotacije turbine) voda otječe u rijeku u tunelu, postupno se šireći.

Troškovi izgradnje hidroelektrane su ozbiljni, ali se kompenziraju činjenicom da se ne plaća (barem eksplicitno) energent - voda. Snaga modernih HE prelazi 100 MW, a učinkovitost je 95%. Takva se snaga postiže pri niskim brzinama rotora, pa su moderne hidrauličke turbine upečatljive svojom veličinom. Turbina je energetski vrlo povoljan stroj, jer voda lako i jednostavno mijenja translatorno gibanje u rotacijsko.

Izgradnjom brane na rijeci moguće je stvoriti značajnu razliku u vodostajima niže i više od hidroelektrane uz rijeku, odnosno između uzvodnog i nizvodnog toka. Ponekad ta razlika u razinama doseže više od 100 m. Uzvodna voda pada sa znatne visine na lopatice hidroturbine, okreće je, a s njom i generator električne energije, koji je povezan s turbinom. Snaga svake hidroelektrane ovisi o razlici vodostaja gornjeg i donjeg bazena i na! broj kubičnih metara vode koji prolazi kroz lopatice turbine stanice u 1 s: što je veći, hidroelektrana je snažnija.

Jedno od načela proizvodnje hidroenergije je maksimalno korištenje riječne hidroenergije. Prema tom principu, na rijekama se ne grade zasebne hidroelektrane, već kaskade takvih stanica i akumulacija za regulaciju godišnjeg protoka vode. Protok većine rijeka je neujednačen tijekom cijele godine. Dakle, u Dnjepru tijekom proljetne poplave, to jest oko mjesec dana, a polovica svih zaliha vode rijeke otišla je u more, u ljetnim mjesecima razina vode naglo je pala. Zbog toga je hidroelektrana ljeti radila s pola kapaciteta. Stvaranje velike akumulacije u blizini hidroelektrane dramatično je promijenilo situaciju. Sada izvorske vode Dnjepra više ne otječu u more bez ikakve koristi, već se pohranjuju u akumulaciju, a zatim ih hidroelektrane sustavno koriste tijekom cijele godine. Time je omogućeno ne samo povećanje proizvodnje električne energije, već i uklanjanje vršnih opterećenja u elektroenergetskom sustavu područja lokacije HE. Suvremene hidroelektrane izgrađene su tako da se pomoću njih mogu cjelovito rješavati problemi proizvodnje električne energije, navodnjavanja zemljišta, vodoopskrbe i sl.

Imajte na umu da HE imaju najmanje dvije prednosti u odnosu na TE i NE:

1. nema troškova goriva tijekom rada, zbog čega je njihova električna energija 4-8 puta jeftinija od električne energije proizvedene u termoelektranama i nuklearnim elektranama;

2. Hidroenergija rijeka, koja se koristi u hidroelektranama, reproducira se prirodnim putem, a fosilni izvori energije se ne reproduciraju.

Hidroenergetske tehnologije imaju mnoge prednosti, ali postoje i značajni nedostaci. Na primjer, niski izvori vode tijekom suše mogu ozbiljno utjecati na količinu proizvedene energije. To može postati značajan problem tamo gdje je hidroenergija značajan dio energetske mješavine zemlje; Izgradnja brana uzrok je mnogih problema: preseljenje stanovnika, zamuljivanje akumulacija, sporovi oko vode između susjednih zemalja, značajni troškovi ovih projekata. Izgradnja hidroelektrana na nizinskim rijekama dovodi do plavljenja velikih površina. Značajan dio područja formiranih rezervoara je plitka voda. Ljeti, zbog sunčevog zračenja, u njima se aktivno razvija vodena vegetacija, dolazi do takozvanog "cvjetanja" vode.

Brane sprječavaju migraciju riba. Bagatokaskadní HE pretvaraju rijeke u niz jezera, gdje se pojavljuju močvare. Ribe u tim rijekama umiru, a mikroklima oko njih se mijenja, dodatno uništavajući prirodne ekosustave.

Termoelektrana (TE)

Energija čovjeka odavno je usmjerena na traženje sredstava za olakšavanje obavljanja poslova potrebnih za njegovo postojanje. Za to su korištene sve vrste alata i mehanizama, pripitomljene životinje, ali samo je toplinski stroj dramatično proširio ljudske mogućnosti i ubrzao tehnički napredak.

Toplinski motor je sustav koji vam omogućuje pretvaranje toplinske energije u druge oblike energije - mehaničku, električnu.

U termoelektranama se energija koja se oslobađa pri izgaranju raznih vrsta goriva - ugljena, plina, nafte, treseta, uljnog škriljevca pomoću električnih generatora pogonjenih parnim i plinskim turbinama ili motorima. unutarnje izgaranje, pretvara se u električnu energiju. Većina modernih snažnih termoelektrana su parne turbine. U parnoj turbini zagrijana (do 500-560°C) i komprimirana (do 2,4 107 Pa) para izlazi iz mlaznice i širi se. Povećava se volumen pare, a time se smanjuje i tlak, dok se potencijalna energija stlačene pare pretvara u kinetičku energiju. Para izlazi iz mlaznice značajnom brzinom, udara u lopatice diska turbine montiranog na osovini i brzo ih okreće, dok se kinetička energija pare prenosi na rotor turbine. Osovina turbine je kruto povezana s osovinom generatora, pa turbina pokreće rotor generatora, pri čemu se proizvodi električna energija.

Većina energije goriva gubi se zajedno s vrućom (ispušnom) parom. Ova vruća mješavina pare i vode koja se koristi u turbinama koristi se za grijanje stambenih prostorija i industrijskih potreba, čime se povećava učinkovitost termoelektrana (CHP). Treba napomenuti da se 80% energije izgaranja goriva učinkovito koristi u kogeneracijskim postrojenjima.

Pri izgaranju goriva u toplinskim strojevima oslobađaju se štetne tvari ugljikov (IV) oksid, dušikovi spojevi, spojevi olova, a značajna količina topline oslobađa se i u atmosferu. Osim toga, korištenje parnih turbina u termoelektranama zahtijeva uklanjanje velike površine ispod bazena u kojima se hladi ispušna para. Svake godine u svijetu se spali 5 milijardi tona ugljena i 13,2 milijarde tona nafte, uz oslobađanje 2 1010 J topline u atmosferu. Rezerve organskog goriva na Zemlji raspoređene su krajnje neravnomjerno, a uz trenutnu stopu potrošnje, ugljen će trajati 150-200 godina, nafta - 40-50 godina, a plin - oko 60 godina. Cijeli ciklus rada povezan s ekstrakcijom, transportom i izgaranjem organskog goriva (uglavnom ugljena), kao i stvaranjem otpada, popraćen je ispuštanjem značajne količine kemijskih onečišćujućih tvari. Eksploatacija ugljena povezana je sa značajnom salinizacijom vodenih rezervoara, gdje se voda ispušta iz rudnika. Osim toga, ispumpana voda sadrži izotope radija i radona. TE, iako ima moderni sustavi pročišćavanje proizvoda izgaranja ugljena, godišnje emitira u atmosferu, prema različitim procjenama, od 10 do 120 tisuća tona sumpornih oksida, 2-20 tisuća tona dušikovih oksida. Uz to nastaje više od 300 tisuća tona pepela koji sadrži oko 400 tona otrovnih metala (arsen, kadmij, olovo).

Može se primijetiti da termoelektrana na ugljen emitira više radioaktivnih tvari u atmosferu nego nuklearna elektrana istog kapaciteta. To je zbog otpuštanja raznih radioaktivnih elemenata sadržanih u ugljenu u obliku inkluzija (radij, torij, polonij, itd.). Za kvantificiranje utjecaja zračenja uvodi se pojam "kolektivne doze", odnosno umnožak vrijednosti doze s brojem stanovništva koje je bilo izloženo zračenju (izražava se u person-sievertima). Pokazalo se da je početkom 90-ih godina prošlog stoljeća godišnja kolektivna doza izloženosti stanovništva Ukrajine toplinskom energijom iznosila 767 čovjek-sv. a zbog nuklearne - 188 ljudi zvijezda.

Danas se svake godine u atmosferu ispusti 20-30 milijardi tona ugljičnog monoksida. Prognoze pokazuju da bi, ako se ovakvim tempom nastavi, prosječna temperatura na Zemlji mogla porasti za nekoliko stupnjeva u budućnosti do sredine stoljeća, što će dovesti do nepredviđenih globalnih klimatskih promjena.

Uspoređujući utjecaj različitih izvora energije na okoliš, potrebno je uzeti u obzir njihov utjecaj na zdravlje ljudi. Visoki rizik za radnike u slučaju korištenja ugljena povezan je s njegovim vađenjem u rudnicima, transportom i utjecajem produkata izgaranja na okoliš. Posljednja dva razloga odnose se na naftu i plin i utječu na cjelokupno stanovništvo. Utvrđeno je da globalni utjecaj emisija iz izgaranja ugljena i nafte na ljudsko zdravlje djeluje otprilike na isti način kao nesreća poput Černobila, koja se ponavlja jednom godišnje. To je “tihi Černobil”, čije su posljedice izravno nevidljive, ali neprestano utječu na okoliš. Koncentracija otrovnih nečistoća u kemijskom otpadu je stabilna i na kraju će sve one prijeći u ekosferu.

Nuklearna elektrana (NPP)

Temelj nuklearne energije su nuklearne elektrane koje nuklearnu energiju pretvaraju u električnu. Nuklearne elektrane koriste toplinu koja se oslobađa u nuklearnom reaktoru kao rezultat lančane reakcije nuklearne fisije teških elemenata, uglavnom 235U, 238U, 239Pb. Tada se, kao iu klasičnim termoelektranama, toplinska energija pretvara u električnu. U konačnoj fisiji 1 g izotopa urana ili plutonija oslobađa se približno 22,5 MWh. energije, što je ekvivalentno energiji 2,8 tona referentnog goriva.

Princip rada nuklearne elektrane je sljedeći: nuklearni reaktor, zaštićen betonom, sadrži cilindre (šipke) unutar kojih se nalazi uran. Blokovi uranovih šipki nalaze se u vodi, koja je i moderator i rashladno sredstvo. Voda je pod visokim pritiskom i stoga se može zagrijati na vrlo visoke temperature (oko 300°C). Takav Vruća voda iz gornjeg dijela reaktorske jezgre cjevovodima ulazi u generator pare (koji je također ispunjen vodom koja isparava), hladi se i vraća cjevovodom u reaktor. Zasićena para iz generatora pare cjevovodom ulazi u parnu turbinu i nakon odrade vraća se natrag drugim cjevovodom. Turbina rotira električni generator, struja iz koje se dovodi u sklopni uređaj, a zatim u vanjski električni krug. Tijek lančane reakcije reguliran je šipkama tvari koje dobro apsorbiraju neutrone.

Prošlo je više od 45 godina od puštanja u rad prve nuklearne elektrane. Tijekom tog vremena dogodile su se ozbiljne promjene u tehnologiji nuklearnih elektrana: snaga nuklearnih reaktora naglo je porasla, a tehnički i ekonomski pokazatelji nuklearnih elektrana su porasli. Sada za područja udaljena od izvora kemijskog goriva, trošak od 1 kWh. za nuklearne elektrane manji nego za termoelektrane. Dakle, unatoč nešto višoj cijeni opreme za nuklearne elektrane, njihova ukupna ekonomska učinkovitost u ovim uvjetima je bolja nego za termoelektrane. Rezerve nuklearnog goriva u smislu energetskog ekvivalenta stotine su puta veće od rezervi organskog goriva. Nuklearne elektrane praktički ne ispuštaju kemijske zagađivače u atmosferu. Ako se pod njihovim normalnim radom podrazumijeva takav način rada u kojem dodatna doza zračenja iz stanice ne prelazi vrijednosti fluktuacija prirodne pozadine, tada je, u pravilu, ovaj uvjet zadovoljen. Općenito, stvarni utjecaj zračenja nuklearnih elektrana na okoliš znatno je (10 i više puta) manji od dopuštenog. Ako uzmemo u obzir okolišni utjecaj različitih izvora energije na ljudsko zdravlje, onda je među neobnovljivim izvorima energije rizik od nuklearnih elektrana koje normalno rade minimalan kako za radnike čije su aktivnosti povezane s različitim fazama ciklusa nuklearnog goriva, i za javnost. Globalni doprinos zračenja nuklearne energije u svim fazama ciklusa nuklearnog goriva trenutno iznosi oko 0,1% prirodne pozadine i neće premašiti 1% čak ni uz njegov intenzivan razvoj u budućnosti.

Rudarstvo i prerada uranovih ruda također su povezani s nepovoljnim utjecajima na okoliš. No glavni problem ostaje zbrinjavanje visokoradioaktivnog otpada. Količina visokoopasnog radioaktivnog otpada je oko stotisućiti dio ukupne količine otpada, uključujući i visoko toksični kemijski elementi i njihovi stabilni spojevi. Razvijaju se metode za njihovo koncentriranje, pouzdano vezivanje i postavljanje u stabilne geološke formacije, gdje se, prema mišljenju stručnjaka, mogu držati tisućljećima.

Ozbiljan nedostatak nuklearne energije je radioaktivnost korištenog goriva i njegovih produkata fisije. Ovo zahtijeva zaštitu od različite vrste radioaktivnog zračenja, što značajno poskupljuje energiju koju generiraju nuklearne elektrane. Osim toga, još jedan nedostatak nuklearnih elektrana je toplinsko onečišćenje vode, odnosno njezino zagrijavanje.

Zanimljivo je napomenuti da su, prema grupi britanskih liječnika, ljudi koji su radili tijekom 1946.-1988. u britanskoj nuklearnoj industriji u prosjeku žive duže i imaju znatno niže stope smrtnosti od svih uzroka, uključujući rak. Ako uzmemo u obzir stvarne razine zračenja i Koncentracije kemijske tvari u atmosferi, može se tvrditi da je učinak potonjeg na floru u cjelini prilično značajan u usporedbi s učinkom zračenja.

Navedeni podaci pokazuju da je pri normalnom radu elektrana utjecaj nuklearne energije na okoliš deset puta manji od utjecaja toplinske energije.

Tragedija u Černobilu ostaje nepopravljiva katastrofa za Ukrajinu. Ali to ima više veze s društvenim poretkom koji ga je iznjedrio nego s nuklearnom energijom.

Alternativne elektrane

Rast upotrebe električna energija, pogoršanje ekoloških problema značajno je intenziviralo potragu za ekološki prihvatljivim načinima proizvodnje električne energije. Intenzivno se razvijaju načini korištenja energije obnovljivih izvora energije - sunca, vjetra, geotermalne energije, energije valova, energije plime i oseke, energije bioplina i sl. Izvori ove vrste energije su neiscrpni, ali treba razumno procijeniti mogu li zadovoljiti sve potrebe čovječanstva.

Vjetroelektrane (WPP)

Prema različitim autorima, ukupni potencijal energije vjetra na Zemlji iznosi 1200 TW, ali mogućnosti korištenja ove vrste energije u različitim dijelovima Zemlje nisu iste. Najnovija istraživanja usmjerena su uglavnom na proizvodnju električne energije iz energije vjetra. Vjetroelektrane se grade uglavnom s istosmjernom strujom. Vjetrobran pokreće dinamo – generator električna struja koji istovremeno puni paralelno spojene baterije.

Danas vjetroturbine pouzdano opskrbljuju naftne radnike električnom energijom; uspješno rade u teško dostupnim područjima, na dalekim otocima, na Arktiku, na tisućama poljoprivrednih gospodarstava gdje nema velikih naselja i elektrane. Široku upotrebu vjetroelektrana u normalnim uvjetima još uvijek ometa njihova visoka cijena. Kod korištenja vjetra nastaje ozbiljan problem:

višak energije u vjetrovitom vremenu i nedostatak u mirnom razdoblju. Korištenje energije vjetra otežava činjenica da vjetar ima nisku gustoću energije, a mijenja se i njegova snaga i smjer. Vjetroturbine se obično koriste na mjestima gdje postoji dobar režim vjetra. Za izradu vjetroturbina velike snage potrebno je da vjetroturbina bude velika, osim toga propeler mora biti podignut na dovoljnu visinu, jer je na većoj nadmorskoj visini vjetar stabilniji i ima veću brzinu. Samo jedna elektrana na fosilna goriva može zamijeniti (po količini proizvedene energije) tisuće vjetroturbina U Ukrajini su najbolji uvjeti za izgradnju vjetroelektrane na Krimu.

Energija oseke i oseke

Stoljećima su ljudi razmišljali o uzroku oseke i oseke mora. Danas pouzdano znamo da moćni prirodna pojava- ritmičko kretanje morskih voda uzrokovano je privlačnim silama Mjeseca i Sunca. Energija plime i oseke je ogromna, njena ukupna snaga na Zemlji iznosi oko 1 milijardu kW, što je više od ukupne snage svih rijeka svijeta.

Princip rada plimnih elektrana je vrlo jednostavan. Za vrijeme plime voda, okrećući rotor turbine, puni rezervoar, a nakon oseke napušta rezervoar u ocean, ponovno okrećući rotor turbine. Glavna stvar je pronaći prikladno mjesto za postavljanje brane, u kojem bi plima bila značajna. Izgradnja i rad elektrana na moru složen je zadatak. Morska voda uzrokuje koroziju većine metala, alge rastu na detaljima instalacija. U Ukrajini ne postoje uvjeti za korištenje energije plime i oseke.

Energija sunca

Toplinski tok sunčevog zračenja koje dopire do Zemlje vrlo je velik. To je više od tisuću puta veće od ukupne potrošnje svih vrsta goriva i energetskih resursa u svijetu.

Među prednostima solarne energije je iznimna ekološka prihvatljivost. Sunčeva energija opskrbljuje se cijelom površinom Zemlje, samo polarne regije planeta pate od njenog nedostatka. Odnosno, na gotovo cijeloj zemaljskoj kugli samo vas oblaci i noć sprječavaju da ga stalno koristite. Takva opća dostupnost čini ovu vrstu energije nemogućom za monopolizaciju, za razliku od nafte i plina. Naravno, trošak 1 kWh. sunčeva energija je puno veća od one dobivene tradicionalnom metodom. Samo petina sunčeve svjetlosti pretvara se u električnu struju, ali taj udio raste zahvaljujući naporima znanstvenika i inženjera.

Budući da je energija sunčevog zračenja raspoređena na veliku površinu (drugim riječima, ima malu gustoću), svaka instalacija za izravno korištenje sunčeve energije mora imati sabirnik dovoljne površine. Najjednostavniji uređaj ove vrste je ravni kolektor - crna ploča, dobro izolirana odozdo.

Prekriven je staklom ili plastikom, koja propušta svjetlost, ali ne propušta infracrveno toplinsko zračenje. U prostoru između ploče i stakla najčešće se postavljaju crne cijevi u kojima struji voda, ulje, zrak, sumporni oksid (IV) i sl. Sunčeve zrake, prodirući kroz staklo ili plastiku u kolektor, apsorbiraju crne cijevi i peć te zagrijavaju radnu tvar u cijevima. Toplinsko zračenje ne može napustiti kolektor, pa je temperatura u njemu znatno viša (za 200-3000C) od temperature okolnog zraka. To je takozvani efekt staklenika. Složeniji kolektor, čija je cijena puno veća, je konkavno zrcalo, koje koncentrira upadno zračenje u malom volumenu oko određene geometrijska točka- usredotočenost. Zahvaljujući posebnim mehanizmima, kolektori ovog tipa stalno su okrenuti prema Suncu. To omogućuje prikupljanje značajne količine sunčeve svjetlosti. Temperatura u radnom prostoru zrcalnih kolektora doseže 3000°C i više. Postoje elektrane nešto drugačijeg tipa. Prema mišljenju stručnjaka, najatraktivnija ideja u pretvorbi sunčeve energije je korištenje fotoelektričnog efekta u poluvodičima. Međutim, površina solarnih panela za osiguranje dovoljne snage mora biti prilično velika (za dnevnu snagu od 500 MW potrebna je površina od ​500.000 m2), što je prilično skupo. Sunčeva energija je jedan od materijalno najintenzivnijih oblika proizvodnje energije. Korištenje sunčeve energije u velikim razmjerima povlači za sobom gigantski porast potreba za materijalima, a posljedično i za radnim resursima za vađenje sirovina, proizvodnju materijala, proizvodnju heliostata, kolektora, druge opreme i njihov transport. . Učinkovitost solarnih elektrana u područjima udaljenim od ekvatora prilično je mala zbog nestabilnih atmosferskih prilika, relativno slabog intenziteta sunčevog zračenja, kao i njegovih kolebanja zbog izmjene dana i noći.

geotermalna energija

Geotermalna energija iskorištava visoke podzemne temperature Zemljina kora za stvaranje toplinske energije. Ponegdje na Zemlji, posebice na rubovima tektonskih ploča, toplina izlazi na površinu u obliku toplih izvora – gejzira i vulkana. U drugim područjima podvodni topli izvori teku kroz podzemne formacije i ta se toplina može koristiti kroz sustave za izmjenu topline. Island je primjer zemlje u kojoj se geotermalna energija široko koristi.

Bioplin. Biotehnologija

Sada su razvijene tehnologije koje omogućuju izdvajanje zapaljivih plinova iz bioloških sirovina kao rezultat kemijska reakcija razgradnja visokomolekularnih spojeva na niskomolekularne djelovanjem posebnih bakterija (koje sudjeluju u reakciji bez kisika iz zraka).

Reakcijska shema: biomasa + bakterije => zapaljivi plinovi + ostali plinovi + gnojiva.

Biomasa je otpad poljoprivredne proizvodnje (stočarstvo, prerađivačka industrija). Glavna sirovina za proizvodnju bioplina je stajski gnoj koji se doprema na bioplinsku stanicu. Glavni proizvod bioplinskog postrojenja je smjesa zapaljivih plinova (90% smjese je metan). Ova smjesa se isporučuje u elektranu.

Obnovljivi izvori (osim energije vode koja opada) imaju zajednički nedostatak: njihova energija je vrlo slabo koncentrirana, što stvara znatne poteškoće za praktičnu upotrebu. Troškovi obnovljivih izvora (isključujući hidroelektrane) puno su veći od tradicionalnih. I solarna i energija vjetra te druge vrste energije mogu se uspješno koristiti za proizvodnju električne energije u rasponu snaga od nekoliko do desetaka kilovata. Ali ove vrste energije nisu perspektivne za stvaranje moćnih industrijskih izvora energije.

MOU "Srednja škola br. 4", Kimry

Petrakova Marina Viktorovna

Općinska obrazovna ustanova

"Srednja škola br. 4"

Kimry

Tver regija

Lekcija - konferencija na temu:

« Nuklearna elektrana: ekološki problemi"

fizika, 11. razred

Pripremila: profesorica fizike

Petrakova Marina Viktorovna

Kimry

2014

Objašnjenje

U srednjoj školi aktivnosti učenja zamjetno aktivira motiv "profesionalnog i životnog samoodređenja". Ovaj motiv je usmjeren prema buduća profesija osobe, njegovo je formiranje povezano s radom kojemu se učenik namjerava posvetiti. Pokušavam to provesti u djelo, na primjer, pozivam studente da za “danas” postanu punoljetni i zauzmu neko od važnih službenih mjesta.

Primjer ove tehnike je predloženi razvoj lekcije-konferencije "Nuklearna energija: Problemi okoliša". Na njega su “pozvani” predavači i supredavači, stručnjaci iz različitih područja nuklearne energije: stručnjak za pitanja okoliša, stručnjak za alternativne izvore energije, stručnjak za proučavanje uzroka katastrofa u nuklearnim elektranama itd.; novinari raznih tiskovina, oponenti po svakom pitanju, snimatelj. Sve uloge igraju učenici.

Na temelju rezultata konferencije „novinari“ pripremaju izvješće svaki za svoju nakladničku kuću, a jedna grupa predstavlja školski list.

Multimedijska prezentacija i detaljan scenarij stvaraju jedan sažet i živopisan digitalni materijal koji se može koristiti i na satu fizike kao završni u temi "Fizika atomska jezgra”, a također i kao samostalan materijal u izvannastavnom radu, primjerice, pri provođenju tjedna fizike u školi.

MOU "Srednja škola br. 4", Kimry, Tverska oblast, 2014.

Ciljevi:

Obrazovni:

• Ukazati na neraskidivu vezu između ekologije i gospodarstva, potrebu posvećivanja pozornosti ekološkim mjerama kako bi se ublažile posljedice katastrofa izazvanih čovjekom;
• Koristeći se poznavanjem različitih školskih disciplina, uvjeriti u obvezu upravljanje okolišem očuvati zdravlje ljudi;
• Opisati različite vrste elektrana, uključujući nuklearne elektrane;
• Prepoznati pozitivne i negativne aspekte nuklearne energije;
• Otkrijte probleme i pronađite načine za njihovo rješavanje.

U razvoju:

• Razviti informacijske i komunikacijske kompetencije;
• Poboljšati vještine samoobrazovanja;

• Razviti sposobnost korištenja IKT-a u obrazovnom procesu za traženje informacija i njihovo prezentiranje u zadanom obliku.

Obrazovni:

• Formirati odgovornost i samostalnost u pripremi materijala za nastavu;
• Razvijati estetske osjećaje u procesu oblikovanja i prezentacije materijala.

Zadaci:

• Učiniti učenike aktivnim sudionicima u nastavi;
• Uključiti što više djece u samostalne aktivne kognitivne i kreativne aktivnosti;
• Gradivo dati u sažetom obliku, uz maksimalnu preglednost i povezivanje proučavanih pojava sa životom.

Priprema za konferenciju

Mjesec dana prije konferencije studentima se nude teme za poruke, oni biraju i počinju se pripremati za izlaganje.

Konferencijska pitanja.

1. Opće informacije o atomskoj energiji. Ekonomski problemi nuklearnih elektrana.
2. Ekološki problemi nuklearnih elektrana.
3. Černobilska tragedija.
4. Ekološki prihvatljive elektrane.

Oprema:

Računalo, multimedijski projektor, ekran, aplikacije u obliku prezentacija: (autorski razvoj), izložba studentskih crteža na temu "Ekološki problemi nuklearne energije".

Bilješka . U tekstu skripte istaknut je podebljani tekst, što se također odražava na slajdovima prezentacije.

Pregledavanje prezentacija. Sudjelovanje u raspravi o pitanjima koja predlažu studenti (specijalisti iz različitih područja nuklearne energije).

Učitelj uvodi pregled gradiva(Dodatak 1 "Pregled").

slajd 1.2.

Učitelj, nastavnik, profesor:

“Ne događa se da eksperimentatori provode svoju potragu radi otkrivanja novog izvora energije ili radi dobivanja rijetkih ili skupih elemenata. Pravi motiv leži dublje i povezan je s uzbudljivom fascinacijom prodiranja u jedan od najveće tajne priroda."
E. Rutherford.

Energetika je grana industrije i nacionalnog gospodarstva koja se bavi primanjem, prijenosom, pretvorbom i racionalno korištenje energije. O tome ovisi stanje gospodarstva svake zemlje. Danas je problem opskrbe energijom postao jedan od prioriteta.

Shvaćajući zakone prirode i koristeći znanstveni i tehnološki napredak u svojim praktičnim aktivnostima, osoba postaje sve moćnija. Moderan čovjek može sve. No tehnički napredak ima i obrnutu, “sjenovitu” stranu – štete po prirodu su sve veće: atmosfera je zagađena, na površini mora i oceana pojavljuju se naftni filmovi koji su štetni za vodeni svijet i faunu, sve ih je manje preostale šume, neke vrste opreme mogu uništiti sve na Zemlji, živa bića, uključujući ljude. Stoga u naše vrijeme, kao nikada prije, moralni aspekti korištenja prirodnih resursa postaju važni. Pitanja ekologije, razumnog, pažljivog odnosa prema prirodi - okolišu njihovog staništa.

Slajd 3.

Elektroprivreda je gospodarska grana o kojoj uvelike ovisi razvoj svih ostalih grana gospodarstva. Proizvodnja električne energije najvažniji je pokazatelj po kojem se ocjenjuje stupanj razvijenosti zemlje.

Položaj elektrana ovisi o vrsti stanice, prvenstveno na to utječe faktor resursa (ovisno o energentu koji se koristi) i potrošač.

Razlikuju se glavne vrste elektrana: termoelektrane, hidroelektrane, nuklearne elektrane.

Udio nuklearne energije u svjetskoj proizvodnji električne energije iznosi 17% (oko 2000 milijardi kWh). Prema podacima Međunarodne agencije za atomsku energiju (IAEA), svjetsku nuklearnu industriju predstavlja 450 nuklearnih reaktora koji rade u 31 zemlji.

slajd 4.

Tri zemlje u svijetu s najvećim udjelom nuklearnih elektrana (NE) u ukupnoj proizvodnji električne energije su Francuska (77%), Belgija (56%) i Švedska (56%). U SAD-u je 19%, au Rusiji 11% (~120 milijardi kWh).

Slajd 5.

Na području Rusije nalazi se 9 najvećih elektrana izgrađenih u jednom trenutku u SSSR-u. Od njih je 8 u europskom dijelu Rusije: to su Kursk, Tver, Novovoronež, Lenjingrad, Balakovo, Beloyarsk, Kola NPPs i Bilibino AST (nuklearna toplinska stanica, po principu slična kogeneraciji). Najveća nuklearna elektrana u Rusiji - Kursk - ima kapacitet od 4000 MW. Ove stanice imaju 29 energetskih jedinica s reaktorima različitih tipova, uključujući 11 reaktora zastarjelog tipa RBMK-1000, poput onih u nuklearnoj elektrani Černobil.

slajd 6.

Ekonomski problemi nuklearnih elektrana.

Proizvodnja električne energije u nuklearnim elektranama nije povezana s procesima izgaranja i, posljedično, s potrošnjom atmosferskog kisika, toliko potrebnog za biosferu. Bez sagorijevanja fosilnih goriva i, prema tome, bez ispuštanja stotina milijuna tona ugljičnog dioksida, sumpora i dušikovih oksida u atmosferu, nuklearne elektrane postale su jedini veliki proizvođač električne energije koji ne pridonosi ni povećanju staklenika učinak ili kiselo taloženje.

Ako je onih 17% svjetske električne energije proizvedene u nuklearnim elektranama proizvedeno u termoelektranama na ugljen, onda oko 1 milijarda tona ugljičnog dioksida godišnje, kao i deseci milijuna tona sumpornog oksida, dušika i drugih štetnih emisije bi se ispustile u atmosferu.

Protivnici nuklearne energije ovaj argument ne smatraju presudnim argumentom u korist nuklearnih elektrana, smatrajući da je ovaj način smanjenja štetnih emisija iz termoelektrana vrlo skup u usporedbi s korištenjem: a) obnovljivih izvora energije i b) mjera za uštedjeti i učinkovitije koristiti električnu energiju (poboljšanje kvalitete električne opreme, uključujući kućanske aparate, stabilizatore frekvencije i napona električne struje, itd.). Upravo je takav pristup omogućio Sjedinjenim Državama postizanje značajnog povećanja bruto nacionalnog proizvoda uz relativno mali porast potrošnje svih vrsta energije i potpuni prestanak izgradnje novih nuklearnih elektrana (od sredine 1970-ih). ).

Usporedimo količinu goriva koju troše konvencionalne termoelektrane i nuklearne elektrane. Nuklearne elektrane ne zahtijevaju toliku količinu fosilnih goriva kao termoelektrane, ne opterećuju željeznički promet prijevozom ugljena (kod nas će ti prijevozi iznositi 40% teretnog prometa željeznice).

Razmotrimo ciklus goriva nuklearne elektrane(slajd 7). Sastoji se od dva dijela.

prvi (A) odnosi se na preradu rude, proizvodnju i obogaćivanje stvarnog goriva;

drugi (B) odnosi se na skladištenje otpada i regeneraciju nuklearnog goriva

Regeneracija - ovo je skup radiokemijskih i kemijsko-tehnoloških procesa za preradu nuklearnog goriva koje se koristi u reaktoru; cilj je izvlačenje neizgorjelog primarnog goriva, kao i akumuliranog sekundarnog goriva za daljnju upotrebu. Regeneraciju prati vađenje i odlaganje radioaktivnog otpada.

slajd 8.

Udio troškova komponenti ciklusa nuklearnog goriva .

Nažalost, nema točnih podataka o tome koliko košta izgradnja nuklearne elektrane (prilično je dugoročna - oko 10 godina, a isto toliko vremena oduzimaju pripreme za izgradnju), koliki su operativni troškovi ( poznato je da nuklearna elektrana od 1000 MW opslužuje tisuću ljudi). ), koliko je novca potrebno za izgradnju društvenog i kulturnog života (budući da se u blizini uvijek pojavljuje urbana struktura s populacijom od desetak tisuća ljudi). nuklearna elektrana) i koliko će zahtijevati neizbježna demontaža stanice.

NE imaju ograničen vremenski resurs rada: ~ 25-30 godina. Ovako kratak radni vijek nuklearne elektrane objašnjava se činjenicom da s vremenom, unatoč svim mjerama zaštite, oprema postrojenja postaje opasna u smislu zračenja.

Također se opaža fenomen "krtosti", kada pod utjecajem neutronskog zračenja metalne strukture gube čvrstoću i postaju krte.

Demontaža nuklearnih elektrana znanost je i ujedno najsloženija proizvodnja čiji koncept do sada nije razvijen. Prema mišljenju mnogih stručnjaka (energetičara, ekologa i dr.), nuklearnim elektranama predstoji “dugo zbogom” i nije ih moguće potpuno demontirati i dovesti okoliš u stanje “zelenog travnjaka”.

Stoga u trošak energije proizvedene nuklearnom elektranom mora biti uključen ne samo trošak izgradnje elektrane, već i trošak njezine demontaže, čija je cijena, prema procjenama stručnjaka, usporediva s cijenom same građevine. . Sredinom 1970-ih američka politika u području nuklearne energije dramatično se promijenila: izgradnja novih nuklearnih elektrana je zaustavljena, unatoč već nastalim značajnim troškovima. To se dogodilo prvenstveno iz ekonomskih razloga nakon izračuna cijene električne energije proizvedene u nuklearnim elektranama, uzimajući u obzir sve stvarne komponente nuklearnog gorivnog ciklusa: 1 - rudarenje prirodnog urana, 2 - prerada i obogaćivanje goriva, 3 - proizvodnja gorivnih šipki, 4 - obrada i odlaganje radioaktivnog otpada (vidi dijagram).

Analiza dijagrama pokazuje: u cijelom ciklusu proizvodnje goriva za nuklearne elektrane trošak rudarenja urana (navodno glavni pokazatelj niske cijene električne energije proizvedene u nuklearnim elektranama) iznosi samo 2%, uzimajući u obzir procesima prerade, obogaćivanja i proizvodnje gorivih elemenata bit će 26%. Značajan dio troškova (74%) otpada na obradu i zbrinjavanje radioaktivnog otpada (RAO) koji nastaje u svim fazama ciklusa.

slajd 9.

Trenutačno, prema daleko nepotpunim i nepouzdanim procjenama, cijena 1 kWh električne energije proizvedene u nuklearnim elektranama najviša je u usporedbi s cijenom električne energije proizvedene u drugim vrstama elektrana.

(U tijeku je studentska rasprava o ovom pitanju.

Učitelj, nastavnik, profesor:

- Sljedeći broj teme koja se razmatra je "Ekološki problemi nuklearnih elektrana"(Priča učenika uz korištenje prezentacije. Prilog 2).

slajd 2

Student je specijalist za pitanja zaštite okoliša u nuklearnim elektranama.

Donedavno se nuklearna energija smatrala najperspektivnijom. To je zbog relativno velikih zaliha nuklearnog goriva i blagog utjecaja na okoliš. Prednosti također uključuju mogućnost izgradnje nuklearne elektrane bez vezanja za nalazišta resursa, budući da njihov transport ne zahtijeva značajne troškove zbog malih količina. Dovoljno je reći da vam 0,5 kg nuklearnog goriva omogućuje da dobijete onoliko energije koliko izgaranjem 1000 tona ugljena.

Pozitivan ekološki faktor:

Mala emisija štetnih tvari u atmosferu.

Slajd 3.

negativan okolišni čimbenici neki:

1. Toplinsko zagađenje:

Toplinski gubici nuklearnih elektrana su 1,5 puta veći od termoelektrana sličnog kapaciteta; stoga je učinkovitost nuklearnih elektrana niska (20-25%), a njihov rad prati "ispuštanje" ogromne količine topline u zrak i vodu.

slajd 4.

Toplinsko zagađenje mijenja klimu regije u kojoj se nalazi nuklearna elektrana.

Vlažnost zraka se povećava, osobito u jesensko-zimskom razdoblju, što nepovoljno utječe na zdravlje ljudi, stanje usjeva, šuma, zgrada i objekata, uključujući razvodne uređaje i vodove.

Slajd 5.

Povećanje temperature prirodnih vodnih tijela, gdje se topla voda ispušta iz rashladnih sustava stanica, dovodi do smanjenja koncentracije kisika otopljenog u vodi, što inhibira razvoj riblje mladeži i dovodi do smrti ribe.

slajd 6.

U zagrijanoj toploj vodi akumulacija dolazi do brzog razvoja plavo-zelenih algi, počinje "cvjetanje" vode; ova pojava se zove autofizija, onemogućuje korištenje takvih rezervoara zaopskrba pitkom vodom.

Slajd 7.

2. Prisutnost radioaktivnog otpada:

Ruda urana vadi se u rudnicima podzemnom ili otvorenom eksploatacijom. Ova grana rudarstva degradira okoliš zagađujući zrak, tlo, površinske i podzemne vode;

Otpad u fazi rudarenja i prerade prirodnog urana vrlo je velik i iznosi 99,8%.

slajd 8.

Iz spremnika za tekući otpad radioaktivne tvari mogu dospjeti u podzemne vode i obližnja površinska vodna tijela;

slajd 9.

Kruti i tekući otpad koji nastaje tijekom regeneracije nuklearnog goriva ima vrlo visoku radioaktivnost i zahtijeva posebnu obradu i posebno zbrinjavanje kako bi se osigurala sigurnost.

slajd 10.

Postoje ozbiljni razlozi za vjerovanje da sve trenutno postojeće metode neutralizacije radioaktivnog otpada, uključujući i one kemijske, nisu dovoljno pouzdane i predstavljaju izvor stalne opasnosti za život u svim prostornim strukturama biosfere.

Slajd 11.

3. Radioaktivno zračenje (RI):

To je glavna opasnost nuklearne energije.

RI štetno djeluje na sve žive organizme.

slajd 12.

Pod djelovanjem zračenja zahvaćene su stanice tkiva, prvenstveno njihove jezgre, poremećena je sposobnost diobe stanica i njihov metabolizam.

Na zračenje su najosjetljiviji hematopoetski organi (koštana srž, slezena, limfni čvorovi), epitel sluznice i štitnjača.

slajd 13.

Kao posljedica radioaktivnog zračenja na ljudske organe nastaju teške bolesti: radijacijske bolesti, maligni tumori, koji često dovode do smrti.

slajd 14.

Zračenje ima snažan učinak na genetski aparat, što dovodi do pojave potomaka s ružnim odstupanjima i urođenim teškim bolestima tijela.

slajd 15.

Stupanj biološkog utjecaja ovisi o vrsti zračenja, njegovom intenzitetu i trajanju izloženosti organizma.

Posebnost radioaktivnog zračenja: ne percipiraju se ljudskim osjetilima i čak ni u smrtonosnim dozama ne uzrokuju bol u trenutku izlaganja; ovo je njihova "lukavina".

slajd 16.

Još jedan negativan faktor:

4 . Hitne situacije:

Eksplozija četvrtog energetskog bloka Černobilske nuklearne elektrane (ChNPP) jedna je od takvih situacija.

slajd 17.

Ukupno se od početka rada nuklearnih elektrana u 14 zemalja svijeta dogodilo više od 150 incidenata i nesreća različitog stupnja složenosti. Neki od njih:

• 1957. - u Windscaleu (Engleska)
• 1959. - u Santa Suzanne (SAD)
• 1961. - U Idaho Fallsu (SAD)
• 1979. - na otoku Three Mile (SAD)

slajd 18.

Zato se ljudi diljem svijeta protive izgradnji nuklearnih elektrana na teritorijima na kojima žive.

Učitelj, nastavnik, profesor :

- A sada pogledajmo pobliže pitanje tragedije koja se dogodila 26. travnja 1986. u nuklearnoj elektrani Černobil. (Studentova priča. Dodatak 3).

slajd 2

Student je specijalist za proučavanje katastrofa u nuklearnim elektranama.

"Cijeli svijet, zagrljen od zemlje do neba,
Budeći više od jedne generacije,
Znanstveni napredak hara planetom.
Što se krije iza takve pojave?

Kako koristiti znanje je briga ljudi.
Ne znanost - znanstvenik je odgovor.
Tko je ljudima dao vatru - je li Prometej bio u pravu,
Što će napredak značiti za planet?

Po prvi put, čovječanstvo je vidjelo atom u akciji 1945. godine, kada su Sjedinjene Države bacile na Hirošimu i Nagasaki hidrogenske bombe. Trećina stanovništva tih gradova je umrla, radijacija je kod mnogih uzrokovala leukemiju. Ljudi su umirali i umiru do danas.

Niz testova nuklearnog oružja od strane Sjedinjenih Država na otoku Bikini 1946. - 1958. doveo je do činjenice da su kao rezultat eksplozije 2 susjedna otoka nestala s lica Zemlje, a sam otok postao je nenastanjiv.

Godine 1957. dogodila se eksplozija u pogonu Sellafield u Engleskoj za regeneraciju nuklearnog goriva. Od posljedica onečišćenja umrlo je 13 osoba, više od 250 oboljelo je od akutne i kronične radijacijske bolesti itd.

Dugo godina naša zemlja testira nuklearno oružje na poligonu Semipalatinsk. Rezultirajući u veliki broj ljudi su primili različite doze zračenja.

U Altajskom kraju ima 24.250 građana koji su patili od posljedica zračenja na poligonu Semipalatinsk. Zapravo, sada, prema priznanju Ustavnog suda Ruske Federacije, mnogo je više žrtava ovih testova. Svi oni koji su živjeli 1949. - 1963. u naseljima (i na području Altajskog kraja i Kazahstanske SSR) uključeni su u popis koji je odobrila Vlada Ruske Federacije, imaju pravo tražiti status "Semipalatinska" i primati socijalnu pomoć.

Naselja okruga Rubtsovsky, Loktevsky, Uglovsky, gdje ukupna (kumulativna) efektivna doza zračenja prelazi 25 cSv, okruga Zalesovsky, Zmeenogorsky, Kurinsky, Loktevsky, Pospelikhinsky, Rubtsovsky, Uglovsky i Krasnoshchekovsky, gdje je ukupna (kumulativna) ) efektivna doza zračenja veća od 5 cSv, ali ne veća od 25 cSv. U okrugu Krasnoshchekovsky takva su naselja uključivala: Akimovku, Krasnoshchekovo, Malaya Suetka, Murzinka, Charyshsky (Pariška komuna). Broj ljudi pogođenih eksplozijama u okrugu Krasnoshchekovsky (koji su dobili potvrde) danas je 1297 ljudi (doza zračenja - više od 5 cSv, ali ne više od 25 cSv i 22 osobe (doza zračenja - više od 25 cSv), što također nepovoljno utječe na zdravlje ljudi, od kojih većina ima kronične bolesti.

slajd 3.4

26. travnja 1986. u 01:23:40 po lokalnom vremenu dogodila se najveća nesreća u povijesti razvoja nuklearne energije u nuklearnoj elektrani Černobil.

Slajd 5.

W. Lawrence je opisao nuklearnu eksploziju sljedećim stihovima:

“Svjetlost se pojavila iz dubine Zemlje, svjetlost ne ovoga svijeta, nego mnogih okupljenih Sunaca. Ova ogromna vatrena lopta, dižući se, mijenjajući boju iz ljubičaste u narančastu, rastuća, prirodna sila je stupila u igru, oslobođena okova koji su bili okovani milijardama godina.

slajd 6.

Ova nesreća bila je upozorenje čovječanstvu da kolosalna energija sadržana u atomu, bez odgovarajuće kontrole nad njim, može dovesti u pitanje samo postojanje ljudi na planetu.

Slajd 7.

Prva faza nesreće - dvije eksplozije:

• Tijekom prve 1 sekunde, radioaktivnost reaktora povećala se 100 puta;
• Tijekom drugog - nakon 3 sekunde - radioaktivnost se povećala 440 puta

slajd 8.

• Drugi stupanj nesreće: (26. travnja – 2. svibnja) – izgaranje grafitnih šipki;

• Treća faza: (2. - 6. svibnja) - topljenje nuklearnog goriva.

slajd 9.

Tijekom izgaranja šipki temperatura unutar reaktora nije padala ispod

1500 0 C, a nakon 2. svibnja počela je rasti, približavajući se 3000 0 C, što je uzrokovalo topljenje preostalog nuklearnog goriva.

slajd 10.

Neki podaci i posljedice černobilske nesreće

Prema službenim procjenama, radioaktivnost "izbačena" iz reaktora bila je 50 milijuna Ci (ta je vrijednost očito podcijenjena, jer od 6. svibnja nije uzimala u obzir većinu kratkoživućih radionuklida, uključujući jod -131 , čiji poluživot iznosi 8,1 dan i koji je također izuzetno opasan) i 50 milijuna Ci radioaktivnih plemenitih plinova.

Slajd 11.

Tijekom nesreće u Černobilu, 3,5% produkata fisije u reaktoru (to je 63 kg) ispušteno je u atmosferu;

Usporedbe radi: uslijed eksplozije atomske bombe bačene na Hirošimu nastalo je samo 0,74 kg radioaktivnog "otpada".

slajd 12.

U trenutku eksplozije formirao se ogroman (oko 2 km visok) oblak radioaktivnosti od desetaka milijuna kirija, koji se sastoji od aerosola - raspršenih "vrućih" čestica nuklearnog goriva pomiješanih s radioaktivnim plinovima.

slajd 13.

Nakon eksplozije, na području četvrtog bloka pojavili su se krupni komadi spremnika goriva i grafita, koje su likvidatori posljedica nesreće pokupili buldožerima i lopatama (!)

slajd 14.

20 stanovnika okruga Krasnoshchekovsky postali su likvidatori ove strašne nesreće, koji su poslani na mjesto tragedije 20. svibnja 1986. godine.

Danas ih je 10 preživjelih.

Učitelj, nastavnik, profesor:

Ljudi, sada će pred vama govoriti osoba, očevidac svega što se događa, likvidator posljedica u nuklearnoj elektrani Černobil, koji je tada imao samo 25 godina, to je Kashkarov V.N.

(Govor Kaškarova V.N.)

slajd 15.

Posljedice katastrofe:

• Teritorij u neposrednoj blizini 4. bloka teško je oštećen;
• Od snažnog izlaganja kratkotrajnim izotopima, dio crnogorične šume je umro;
• Mrtve iglice bile su crvene, a sama šuma je bila puna smrtne opasnosti za sve koji su bili u njoj.

slajd 16.

Na račvanju, kod znaka "Pripyat" - ostaci poznate "crvene šume". Odavno ga nema, cijeli gornji sloj travnjaka je posječen, skinut i zatrpan betonom.

slajd 17.

Prvog dana život u Pripjatu, gradu sagrađenom za nuklearne znanstvenike i njihove obitelji, udaljenom dva kilometra od nuklearne elektrane Černobil, nastavio se kao da se ništa nije dogodilo. Većina je subotu provela na otvorenom - bio je to prvi topao i sunčan dan hladnog proljeća. U gradu je obavljeno 16 vjenčanja.

Evakuacija stanovnika grada počela je 36 sati nakon nesreće.Istodobno, iseljavanje obližnjih naselja trajalo je još nekoliko dana.

U međuvremenu, tisuće Kijevljana, kao i obično, izašle su na prvomajske prosvjede - bilo je to samo 5 dana nakon eksplozije, a stanovnici ukrajinske prijestolnice nisu ni slutili kakvoj su opasnosti izloženi.

slajd 18.

Cesta za Pripjat. Nakon nesreće, nadvožnjak preko željezničke pruge dobio je drugo ime - "most smrti".

slajd 19.

Grad bez stanovnika brzo umire. Donedavno je Pripjat blistao od zabave, glazba je dopirala kroz prozore otvorene prema proljeću, djeca su se brčkala po parkovima i trgovima.

Danas vas grad dočekuje zatvorenim šperpločama izloga, mrežom od kreveta koji su pali s kamiona i tišinom.

Kuća s pogledom na središnji trg (fotografija iz 80-ih) i sada.

slajd 20.

Jedan od razreda škole br.

Slajd 21.

Nesreća u nuklearnoj elektrani Černobil uzrokovala je radioaktivno zagađenje velikih razmjera područja, zgrada, građevina, cesta, šuma i vodenih tijela ne samo u Ukrajini, već i daleko izvan njezinih granica. Oslobodilo se više od 8 tona goriva koje sadrži plutonij i druge visokoradioaktivne produkte raspada, kao i radioaktivnu tvar grafit.

slajd 22.

Nakupljanje radioaktivnih elemenata u ljudskom tijelu

slajd 23.

Posljedice radioaktivne kontaminacije:

• Mutacije;
• Rak (štitnjače, dojke, pluća, želuca, crijeva, leukemija);
• nasljedni poremećaji;
• Sterilitet jajnika u žena;
• Demencija itd.

slajd 24.

Posljedice černobilske katastrofe:

• Umrlo je 80 tisuća ljudi;
• Pogođeno je više od 3 milijuna ljudi, od čega 1 milijun djece;
• Černobil je donio gubitke usporedive s proračunima cijelih država;
• Posljedice katastrofe neće biti otklonjene u dogledno vrijeme.

Uvijek moramo biti na oprezu da se više nikada ne ponovi černobilska tragedija koja je potresla cijeli svijet, da se ne proliju suze tisuća nevinih ljudi koji su stradali zbog nepažnje jednog jedinog čovjeka.

Slajd 25

Svoj govor bih završio riječima A. Yablochkova, dopisnog člana Ruske akademije znanosti, predsjednika Centra za ekološku sigurnost Rusije:

“Sa stajališta ekološke sigurnosti zemlje, radioaktivna kontaminacija jedna je od glavnih prijetnji. A udio nuklearnih elektrana u stvaranju te prijetnje vrlo je značajan. Možda pretjerujemo, ali samo jedan Černobil u potpunosti opravdava naše mišljenje.”

(Nastavnik poziva učenike da razgovaraju o predloženoj temi).

Učitelj, nastavnik, profesor: Ruska Federacija je bogata zemlja. U drugačijem smislu. No temelj našeg blagostanja ne leži samo u bogatstvu fosilnih izvora, čiju nedostupnost i iscrpljivost ne treba zaboraviti. Bogatstvo Rusije sadržano je u njenom teritoriju. Teritorij je taj koji određuje raznolikost krajolika, geoloških i klimatskih zona (i granica između tih zona), što se u konačnici prevodi u dostupnost obnovljivih izvora energije.

Prema različitim procjenama istraživača, ekonomski opravdani energetski potencijal je 270 - 420 milijuna tona referentnog goriva. U smislu konvencionalnih goriva, proizvodnja električne energije u 2008. godini iznosila je oko 125 milijuna tce. Drugim riječima, obnovljivi izvori energije (OIE) teoretski mogu pokriti potrebe gospodarstva za sekundarnom energijom.

(Izvještaj učenika uz prezentaciju Zelene elektrane Dodatak 4).

Slajd 2.

Student je specijalist za alternativne izvore energije

Sve glavne vrste elektrana imaju značajan negativan utjecaj na prirodu:

Termoelektrane zagađuju zrak, šljaka iz termoelektrana zauzima ogromne teritorije.

Akumulacije nizinskih HE plave plodna poplavna zemljišta i dovode do natapanja zemljišta.

Nuklearne elektrane također nisu bile sigurne.

Pogledajmo pobliže zelene elektrane i započnimo s vjetroturbinama.

ENERGIJA VJETRA - grana energetike povezana s razvojem metoda i sredstava za pretvaranje energije vjetra u mehaničku, toplinsku ili električnu energiju.

Slajd 3.

Vjetar je obnovljivi izvor energije. Energija vjetra može se koristiti gotovo posvuda; najperspektivnija primjena vjetroelektrana u poljoprivredi.

Vjetroelektrana - nekoliko vjetroturbina sastavljenih na jednom ili više mjesta. Velike vjetroelektrane mogu se sastojati od 100 ili više vjetroturbina.

slajd 4.

Vjetroelektrane se grade na mjestima s visokom prosječnom brzinom vjetra - od 4,5 m / s i više.

Izvodi se preliminarna studija potencijala područja. Anemometri se postavljaju na visini od 30 do 100 metara, a unutar jedne do dvije godine prikupljaju podatke o brzini i smjeru vjetra. Dobivene informacije mogu se kombinirati u karte dostupnosti energije vjetra. Uobičajene meteorološke informacije nisu prikladne za izgradnju vjetroelektrana: ove informacije o brzinama vjetra prikupljene su na razini tla (do 10 metara) i unutar granica grada ili u zračnim lukama.

Slajd 5.

Najveća vjetroelektrana trenutno je elektrana u Roscoeu, Texas, SAD. Pokrenut je 1. listopada 2009. od strane njemačkog energetskog koncerna E.ON. Stanica se sastoji od 627 vjetroturbina koje proizvode Mitsubishi, General Electric i Siemens. Ukupna snaga je oko 780 MW. Područje elektrane je najmanje 400 km².

Slajd 6.

Geotermalne elektrane.

GEOTERMALNA ELEKTRANA - termoelektrana koja unutarnju toplinu Zemlje (energiju izvora tople vodene pare) pretvara u električnu energiju.

Slajd 7.

U Rusiji je prva geotermalna elektrana (Pauzhetskaya) snage 5 MW puštena u rad 1966. na Kamčatki;

• - Godine 1980. snaga mu je povećana na 11 MW.
• - Geotermalne elektrane dostupne su u SAD-u, Novom Zelandu, Italiji, Islandu, Japanu.

slajd 8.

Geotermalna energija je energija dobivena iz prirodne topline zemlje. Ova toplina se može postići uz pomoć bunara.

Geotermalni gradijent u bušotini povećava se za 1°C svakih 36 metara. Ta se toplina predaje površini u obliku pare ili tople vode. Takva se toplina može koristiti kako izravno za grijanje kuća i zgrada, tako i za proizvodnju električne energije. Termalna područja postoje u mnogim dijelovima svijeta.

Prema različitim procjenama, temperatura u središtu Zemlje iznosi najmanje 6650°C. Brzina hlađenja Zemlje je otprilike 300 - 350 °C po milijardu godina. Zemlja emitira 42 * 1012 W topline, od čega se 2% apsorbira u kori, a 98% u plaštu i jezgri. Moderne tehnologije ne dopuštaju dosezanje topline koja se oslobađa preduboko, ali 840 000 000 000 W (2%) raspoložive geotermalne energije može zadovoljiti potrebe čovječanstva dugo vremena. Područja oko rubova kontinentalnih ploča najbolje su mjesto za izgradnju geotermalnih postrojenja jer je kora u takvim područjima mnogo tanja.

slajd 9.

Solarna elektrana.

Sunčeva energija također se koristi za proizvodnju električne energije.

Postoje termodinamičke solarne elektrane i fotonaponske elektrane koje sunčevu energiju izravno pretvaraju u električnu.

Električna snaga pogonskih termodinamičkih solarnih elektrana je preko 30 MW, fotonaponskih postrojenja - preko 10 MW.

slajd 10.

• Solarna baterija je jedan od generatora alternativnih vrsta energije koji pretvara sunčevo elektromagnetsko zračenje (drugim riječima svjetlost) u električnu energiju;
• Predmet je istraživanja solarne energije;
• Proizvodnja solarnih panela se ubrzano razvija u različitim smjerovima.

Slajd 11.

Solarni paneli se vrlo široko koriste u tropskim i suptropskim regijama s puno sunčanih dana. Posebno su popularni u mediteranskim zemljama, gdje se postavljaju na krovove kuća za proizvodnju električne energije. U budućnosti će se vjerojatno koristiti za punjenje električnih vozila. Solarni kolektori se prvenstveno koriste za opskrbu toplom vodom, a ponekad i za podršku sustavima grijanja.

Izvještava se da su solarne ćelije s učinkovitošću od 44% dobivene u zasebnim laboratorijima. Godine 2007. pojavile su se informacije o izumu ruskih znanstvenika (Dubna) elemenata s učinkovitošću od 54%, ali ove visoko učinkovite ploče ne mogu se široko koristiti zbog svoje visoke cijene, a mnogi znanstvenici rade na ovom problemu.

slajd 12.

Plimna elektrana.

Plimna elektrana (PES) posebna je vrsta hidroelektrane koja koristi energiju plime i oseke, a zapravo kinetičku energiju rotacije Zemlje. Plimne elektrane grade se na obalama mora, gdje gravitacijske sile Mjesec i sunce mijenjaju razinu vode dva puta dnevno. Oscilacije razine vode u blizini obale mogu doseći 13 metara.

slajd 13.

Za dobivanje energije, zaljev ili ušće rijeke blokiran je branom u kojoj su ugrađene hidroelektrane, koje mogu raditi i u generatorskom i u pumpnom načinu (za pumpanje vode u akumulaciju za naknadni rad u odsutnosti plime i oseke ). U potonjem slučaju nazivaju se pumpno-akumulacijske elektrane.

slajd 14.

Plimne elektrane imaju i prednosti i nedostatke.

Prednosti PES-a su:

• visoka ekološka prihvatljivost;
• niske cijene proizvodnje energije.

Nedostaci:

• visoka cijena izgradnje;
• snaga koja se mijenja tijekom dana, zbog čega TE može raditi samo kao dio elektroenergetskog sustava koji ima dovoljnu snagu drugih vrsta elektrana

Postoji mišljenje da rad plimnih elektrana usporava rotaciju Zemlje, što bi moglo dovesti do negativnih posljedica za okoliš. Međutim, zbog kolosalne mase Zemlje, utjecaj plimnih elektrana je neprimjetan.

(Ovo pitanje je još u fazi rasprave.)

Zaključak:

Učitelj, nastavnik, profesor:

Stoga razvoj nuklearne energije pred čovječanstvo postavlja kvalitativno nove ekološke izazove:

Primijeniti nove tehnologije u izgradnji nuklearnih elektrana;

Potrebno je ulagati u razvoj novih, sigurnijih nuklearnih reaktora;

Primijeniti nove metode zbrinjavanja radioaktivnog otpada.

Sprječavanje ekološke i gospodarske krize koja se ubrzano približava moguće je samo prijelazom na široko rasprostranjeno izravno korištenje netradicionalnih izvora energije - vjetra, plime, Sunca i unutarnje energije Zemlje.

Reflektivni test:

• Naučio sam puno novih i zanimljivih stvari.
• Što vam se svidjelo na lekciji? Zašto?
• Što ti se nije svidjelo?
• Trebam li fiziku za poboljšanje svoje intelektualne razine?
• Trebam li fiziku za daljnje profesionalno djelovanje?

Zadaci za učenike:

Na temelju rezultata konferencije napisati bilješku u školskim novinama.

Ukratko:

Učitelj, nastavnik, profesor: Veliko hvala našim stručnjacima! Veliko hvala svima koji su sudjelovali u raspravi, na izvrsnom radu! Nadam se da ćete u bliskoj budućnosti postati pravi majstori svog zanata, sposobni riješiti globalne probleme čovječanstva.

Rabljene knjige:

1. Illesh A. Katastrofa. - M: Izvestia, 1989; ;
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Solarna_baterija ;
3. http://en.wikipedia.org/wiki/GeoTES ;
4. Uredba Vlade Ruske Federacije od 08.02.2002 br. 156-R.

Izrada integrirane lekcije na temu

"Ekologija i ušteda energije" (7. razred)

Baranovska Lilija Aleksandrovna

profesor biologije

Shalagina Valentina Andreevna

Učiteljica fizike

MAOU "Gimnazija br. 1" grada Sosnovoborsk

najviša kvalifikacijska kategorija

Cilj : formiranje ekološkog pogleda kroz studij globalni problem neracionalno korištenje prirodnih resursa i traženje načina za rješavanje ovog problema.

Zadaci:

poticati učenike na dobivanje objektivnih, dobi primjerenih informacija o energiji, izvorima energije i njihovoj ulozi u životu čovjeka, pravilima za učinkovito i ekonomično korištenje energetskih resursa;

upoznati studente s elementarnim načinima i sredstvima štednje i štednje energije;

promicati osjećaj odgovornosti za svoje postupke; odgajati štedljivost i pažljiv stav na struju.

UUD :

Regulatorno: sistematizirati i generalizirati prethodno stečeno znanje o ovoj temi, razvijati logičko razmišljanje;

Kognitivni: naučiti birati i prepoznavati novi materijal, sistematizirati, mijenjati i primjenjivati ​​stečena znanja u svakodnevnom životu;

Komunikativan: razvijati vještine timskog rada.

Vrsta lekcije : nastavna konferencija.

Oprema : brošure, dopisnice.

Vrsta aktivnosti : individualno, grupno.

Tehnologija: sustavno-aktivni pristup.

Dobar dan, draga djeco i gosti. Drago nam je što vas možemo pozdraviti na lekciji posvećenoj međunarodni dan koji je tempiran do 11. studenog. A koji je ovo datum? Tko zna? (odgovori dečki)

Nudimo savjet (križaljku). Pogodite o čemu ćemo danas razgovarati.

- Stvarno, Svake godine 11. studenoga obilježava se Međunarodni dan uštede energije (SPARE). Pokrenulo ga je 1996. Norveško društvo za očuvanje prirode i trenutno okuplja oko 300 tisuća ljudi iz 20 zemalja, uključujući Rusiju.

Danas ćemo govoriti o ekologiji i uštedi energije.

Što mislite, što je ekologija?

(znanost o međudjelovanju živih organizama i njihovih zajednica međusobno i s okolišem).

Što je s "energijom"? (predloženi odgovori)

(energija je sila koja pokreće objekte, tj. energija je potrebna da bi se pokrenulo bilo kakvo kretanje, ubrzalo kretanje, nešto podiglo, zagrijalo, osvijetlilo).

Što se podrazumijeva pod pojmom "ušteda energije"?

(koristiti energiju kojom raspolažemo što učinkovitije i ekološki prihvatljivije).

Možemo li za sebe reći da racionalno koristimo Prirodni resursi?

(analiza domaćeg studija)

Domaća zadaća

Dopisuje se

Ne podudara se

Tanak

debeo

Rivne

neravnomjeran

Zatvoreno

otvoren

odškrinuto

2. Svjetiljke i sjenila

Prisutnost prašine

Svjetiljke

Čist

prašnjav

Žarulje sa žarnom niti

Štednja energije (svjetleće)

Ne

3. Hladnjak

Mjesto

Otvor hladnjaka

Za štednjakom

Kod radijatora

Od drugih izvora topline

Iz nužde

Nije uvijek potrebno

4. Perilica rublja

90 stupnjeva

40 stupnjeva

5. Prozor

Materijal

Provjetravanje

Plastični

Drvo

Udarni otvor (cijela širina prozora)

mikro-ventilacija

6. Radijatori za grijanje

U unutrašnjosti sobe

otvoren

Obložena ukrasnim pločama

Za svaki parametarraspravljali reRezultat i kao rezultat dobili jasnu sliku neracionalnog korištenja energije u domu. Djeca dobivaju memorandum "Vodič za djelovanje" - kako učinkovito i sigurno koristiti energiju kojom raspolažemo.

Vodič za akciju!!!

Učimo učinkovito i sigurno koristiti energiju kojom raspolažemo!!!

Promjer dna lonca, tave ili kuhala za vodu treba odgovarati promjeru dna - ušteda je 60%.

Posuđe s debelim dnom učinkovitije zadržava toplinu i temperaturu.

Dno ravno, čisto - 60% uštede

Zatvoreno s poklopcem - potrošnja energije - 0,19 kWh

Ajar - 0,28 kWh

Otvoreno - 0,85 kWh (po 1,5 litara tekućine)

2. Svjetiljke i sjenila

Prisutnost prašine

Svjetiljke

Pali li se svjetlo često bez potrebe

U slučaju prašnjavosti, smanjenje osvjetljenja za 10 - 15%

Štednja energije - štedi 5 puta, služi 10 puta duže, isplati se za godinu dana.

Gubi u prosjeku 30% energije.

3. Hladnjak

Mjesto

Otvor hladnjaka

Kod izvora topline, jedinica se može pregrijati.

Stvara dodatno opterećenje kompresora.

4. Perilica rublja

Temperatura strojnog pranja

Pranje na 90 stupnjeva troši 3 puta više energije nego na 40. Prašak aktivnije djeluje st40 stupnjeva.

5. Prozor

Materijal

Provjetravanje

Kod drvenih prozora dugog rada gubi se 40-50% energije.

Udarna ventilacija upola štedi potrošnju topline.

6. Radijatori za grijanje

U unutrašnjosti sobe

Svako zaklon radijatora grijanja smanjuje prijenos topline za 20% !!! Bolje je instalirati reflektirajuće zaslone iza radijatora.

Moramo zapamtiti da sve veliko počinje malim! Sada znamo kako uštedjeti energiju kod kuće. Ali imamo drugi dom, ovo je škola. A ovdje živi gotovo 1000 djece koja nisu bila prisutna na našem satu.

(prijedlozi djece za širenje informacija među srednjoškolcima)

Rad u grupama: 1. Raspravite o sadržaju letka, formatu dizajna, predstavite rezultat grupe.

2. format govora u razredu pred djecom iz drugih razreda.

Ljudi, što je izvor energije? (nafta, plin, ugljen, drvo…).

(video o neobnovljivim izvorima, gdje je zahvaćena i ekološka komponenta: priča o odlagalištima pepela, onečišćenju atmosfere i smanjenju poljoprivrednih površina).

Kako skupo plaćamo blagodati civilizacije. Ali potrošnja nije neograničena. Postoji li alternativa neobnovljivim izvorima?

(mogućnosti odgovora dečki)

Alternativni izvori su energija vjetra, solarna energija, energija plime i oseke, geotermalna energija... Može li naša zemlja iskoristiti te resurse?

(učenicima se pokazuje karta Rusije na kojoj se nalaze stanice s alternativnim izvorima energije. Ovo je proizvod projekta 11. razreda tehničke tehnike.)

Dragi dečki, ako mislite da je ušteda energije svačiji posao, zalijepite zelenu žarulju na plakat. Ako mislite da uopće ne trebate štedjeti, - crvenu, ako mislite da je to stvar samo za odrasle - žutu žarulju.

Koje smo izvore energije vidjeli (solarna energija, benzin, struja, plin, treset, ugljen, ogrjevno drvo……..) Tj. priroda velikodušno dijeli svoja bogatstva s nama. Neki od njih se lako obnavljaju kao rezultat prirodnih procesa, dok su drugima potrebni milijuni godina da se obnove rezerve. Na primjer, trebat će oko 8 milijuna godina da se obnovi količina nafte koju je čovječanstvo koristilo u 1 danu.

UZ OVAKVE APETITETE ČOVJEČANSTVA, RESURSI MOŽDA NEĆE BITI DOVOLJNI. Stoga je potrebno čuvati resurse, tražiti njihovu alternativu.

Prilog 1

Zadatak križaljke.

2. Plin, čiji se miris snažno osjeća u zraku neposredno nakon grmljavinskog nevremena.

3. živa ljuska Zemlja.

4. Znanost koja proučava stanje okoliša

5. Od čega se sastoji koje tijelo.

6. Knjiga koja popisuje izumrle vrste biljaka i životinja.

7. Pojava koja se javlja u šumama za vrijeme jake suše, ili krivnjom čovjeka.

8. Knjiga koja sadrži rijetke i ugrožene vrste životinja i biljaka.
4. Za lekciju sam ________________________________________________

5. Moji dojmovi ________________________________________________

6. Materijal lekcije bio je _______________________________

7. Iznenadio me _______________________________________

8. Sada mogu _______________________________________

___________________________________________________

aktivno pasivno

sretan/nije sretan

kratko dugo

nije umoran / umoran

postalo bolje / postalo gore

jasno / nije jasno

korisno / beskorisno

zanimljivo / dosadno

lako / teško

zainteresiran / nezainteresiran

naučio puno novog, zanimljivog, korisnog

druge opcije

Lekcija - predavanje (fizika - 11. razred)

Tema lekcije je "HUMANOST I ENERGIJA"

Cilj: razmotriti načine rješavanja neposredne globalne energetske krize.

Zadaci:

Izdvojiti energetiku kao jedno od prioritetnih područja gospodarskog, znanstvenog i tehnološkog razvoja Rusije u 21. stoljeću.

Razmotriti alternativne izvore energije kao moguće opcije za prevladavanje energetske krize, identificirati njihove prednosti i nedostatke.

Obratite pozornost na ekološku komponentu svakog alternativni izvori energije.

Pitanja za proučavanje:

Neizbježnost globalne energetske krize.

Alternativni izvori energije:

a) Sunčeva energija;

b) Energija vjetra;

c) energija oceana;

d) Geotermalna energija.

3. Što će pomoći u rješavanju globalne energetske krize?

Tijekom nastave.

Org.trenutak.

Formulacija problema:

Učenje novog gradiva :

Sažetak lekcije . Odraz

Domaća zadaća

Sh. Učenje novog gradiva

Prvi studijsko pitanje:

Gdje je početak kraja s kojim početak završava?

K. Prutkov

Još 1996. godine premijer Rusije odobrio je prioritetna područja za razvoj domaće znanosti i tehnologije, kao i kritičnih tehnologija na saveznoj razini, koje je odredila Vladina komisija za znanost i tehnološku politiku. To uključuje područja i tehnologije koji su prepoznati kao najperspektivniji u smislu gospodarskog, znanstvenog i tehnološkog razvoja Rusije u 21. stoljeću. a koje se država obvezuje nadzirati i financirati. Lista prioriteta je:

• Temeljna istraživanja;

  Informacijska tehnologija i elektronika;

  proizvodne tehnologije;

  Novi materijali i kemijski proizvodi;

  Tehnologije živih sustava;

  Prijevoz;

  Gorivo i energija;

  Ekologija i racionalno gospodarenje prirodom.

S obzirom na važnost postavljene teme, predlažem govoriti o jednom od navedenih prioriteta – energetici.

Opće je poznato da je glavni čimbenik koji određuje razvoj materijalne kulture stvaranje i korištenje izvora energije. Energija je najvažniji nositelj tehničkog napretka i poboljšanja životnog standarda ljudi.

Prema UN-u, moderna prosječna razina potrošnja energije po osobi godišnje je oko 5 kW po osobi, trenutna razina najrazvijenijih zemalja je 14 kW.

Dobivanje, pretvorba i očuvanje energije temeljni su procesi koje proučavaju različite grane znanosti. Glavna pravilnost koju je utvrdila fizika je zakon održanja energije. Na temelju tog zakona predviđa se globalna energetska kriza. Neizbježnost globalne energetske krize sada je u potpunosti prepoznata, pa je energetski problem za znanost i tehnologiju postao problem broj jedan. Trenutno se kao glavni izvor energije koriste fosilna goriva: nafta, prirodni plin, ugljen, treset. Dionice kemijska energija u fosilnim gorivima akumulirana su tijekom dugog vremena postojanja Zemlje zbog bioloških procesa. Dakle, temeljem zakona održanja energije, čovječanstvo će se, ako ne pronađe druge izvore energije, naći pred potrebom da ograniči njezinu potrošnju. A to će dovesti do smanjenja razine materijalnog blagostanja čovječanstva.

Era energije organskih minerala, koja je jedva započela, najvjerojatnije će uskoro završiti. Postoje najmanje tri razloga u prilog ovom predviđanju:

Broj minerala je ograničen,

Njihova uporaba zagađuje okoliš,

Njihove rezerve su nezamjenjive.

Tako se, primjerice, smatra da su ugljen, nafta i plin neobnovljivi izvori energije samo utoliko ukoliko je trenutna stopa njihove uporabe milijune puta veća od stope nastajanja.

Akademik A.E. Sheindlin smatra da "postoje tri načina za rješavanje globalnih energetskih problema budućnosti: pronalazak novih izvora energije, učinkovitije korištenje postojećih i konačno, racionalno korištenje proizvedene energije".

U posljednje vrijeme posvuda raste pozornost na korištenje obnovljivih izvora energije: sunčeva energija, energija vjetra, mora i oceana, geotermalna toplina iz podzemnih izvora, tj. duboka toplina zemlje.

Strogo govoreći, hidroenergija je također oblik obnovljive energije. Proizvodnja električne energije u hidroelektranama je potpuno ovladana i široko je razvijeno područje velike energetike. Promatramo li energetski protok rijeka cijele kugle zemaljske, onda dobivamo ogromnu brojku koja pokazuje da bismo svake godine mogli bez ikakvih troškova proizvodnje koristiti snagu hidroelektrane, koja iznosi 210 10 9 kW, a na neograničeni broj godina.

Međutim, smatra se ekonomski isplativim koristiti električnu energiju kapaciteta samo 7·10 9 kW, tj. oko 3,3% moguće proizvodnje električne energije. To je zbog činjenice da se brana rijeka s porastom vode na malu visinu obično ne opravdava ekonomski, posebno kada su plodna tla podložna poplavama, jer je doneseni usjev mnogo vrjedniji od primljene energije.

Tu je i faktor negativnog utjecaja na okoliš - salinizacija i alkalizacija plodnih zemljišta.

Osim toga, prema nekim seizmolozima i geolozima, malo proučena posljedica izgradnje brana hidroelektrana je takozvana "inducirana seizmičnost" na području gdje se nalaze moćni hidroelektrani i velike akumulacije. Utjecaj samih akumulacija na lokalne klimatske uvjete je dvostruke prirode - učinak hlađenja i učinak zagrijavanja. Stoga pretvorba hidroenergije u električnu energiju, u usporedbi s drugim oblicima obnovljive energije, rezultira značajnim utjecajima na okoliš. Stoga se zadatak izgradnje hidroelektrane svodi na rješavanje složenih problema uz njihovu pomoć: izgradnja hidroelektrane je svrsishodna kako za proizvodnju električne energije, tako i za razvoj riječne plovidbe, poljoprivrede i ribarstva, kao iu blizini energetski intenzivnih područja. poduzeća koja bi mogla koristiti jeftinu energiju hidroelektrana bez izgradnje dodatnih dalekovoda za te potrebe.

Drugo studijsko pitanje:

Predlažem govoriti o razvoju gore navedenih novih, alternativnih izvora energije.

a) Sunčeva energija . “Gledajući u Sunce, stisnite oči i vidjet ćete mrlje na njemu” K. Prutkov.

Sva Sunčeva energija koja doseže Zemljinu površinu iznosi oko 2,2·10 21 J godišnje. Sunčeva energija je "vječni" i potencijalno ogroman izvor energije koji ne zagađuje okoliš. Međutim, postoje i poznati nedostaci solarne energije.

Prvo, sunčevo zračenje na Zemljinoj površini je izvor energije relativno niske gustoće. Dakle, na razini mora, zbog apsorpcije vodene pare, ozona i ugljičnog dioksida, tok zračenja slabi na oko 1000 W/m 2 . Ova okolnost čini uobičajenim prikupljanje sunčeve energije s prilično velikog područja. Na primjer, za proizvodnju energije s kapacitetom od 100 MW, potrebno je ukloniti električnu energiju s područja od 1 četvornog kilometra.

Drugo, na određenom mjestu sunčevo zračenje nije konstantno u doba dana i podložno je fluktuacijama zbog vremenskih uvjeta. Zbog toga svaka solarna elektrana mora imati ili uređaj za pohranu energije ili rezervnu elektranu na drugi izvor energije. Ovi nedostaci uzrokuju visoke troškove instalacije za prikupljanje sunčeve energije.

Tipični solarni sustav grijanja sastoji se od ravnih kolektora postavljenih na krov. Kolektor je crna ploča, dobro izolirana odozdo. Odozgo je ploča prekrivena staklom ili plastikom koja propušta svjetlost, ali ne propušta infracrveno toplinsko zračenje. U prostoru između ploče i stakla postavljeni su cjevovodi s rashladnim sredstvom (voda, ulje, zrak itd.). Sunčevo zračenje, koje prodire kroz staklo ili plastiku u kolektor, apsorbira se u cijevima i peći i zagrijava rashladnu tekućinu.

Trenutno se solarno grijane kuće grade u mnogim zemljama - Japanu, Kanadi, Njemačkoj, Francuskoj, SAD-u i drugima. Tako se u SAD-u grijanje i klimatizacija solarnom energijom proizvodi u 35% zgrada.

Za povećanje temperature grijanog objekta solarne instalacije su opremljene koncentratorima sunčevog zračenja. Koncentrator je skup ogledala koja skupljaju (fokusiraju) sunčeve zrake. Na tom se principu temelji rad tzv. solarnih peći. Najveća solarna peć na svijetu izgrađena je u Francuskoj, u Pirinejima, toplinskog kapaciteta 1 MW. Ukupna površina zrcala ove peći je oko 2500 m2. u žarištu peći postiže se temperatura reda veličine 3800 ° C; u njemu je moguće topiti i prerađivati ​​najvatrostalnije tvari.

Glavna prepreka masovnoj proizvodnji električne energije iz solarnih elektrana je njihova visoka procijenjena cijena, koja je posljedica zahtjeva za velikom površinom energetskih prijamnika i njihovih prometnica. I toplina: trošak 1 kW instaliranog kapaciteta trenutno je 150-300 tisuća rubalja.

Za izravnu pretvorbu sunčevog zračenja u električnu energiju koriste se poluvodički fotoelektrični pretvarači (PVC). I ovdje je postignut određeni uspjeh u stvaranju instalacija. posebne namjene i male snage. Pokazalo se da su solarne ćelije praktički nezamjenjivi izvori električne struje u svemirskim letjelicama. Poluvodičke solarne baterije prvi put su ugrađene na treći sovjetski umjetni satelit Zemlje, lansiran 15. svibnja 1958. godine. Lunokhod-1, napajan solarnom baterijom, radio je na Mjesecu više od godinu dana. Sada su solarni paneli postali uobičajeni dio svemirskih letjelica.

Dakle, u malim autonomnim instalacijama, gdje cijena ne igra odlučujuću ulogu, svrhovito je koristiti sunčevo zračenje već sada.

b) Energija vjetra . "Vjetar je dah prirode" K. Prutkov.

Energija vjetra rezultat je toplinskih procesa koji se odvijaju u atmosferi planeta. Razlika između gustoće toplog i hladnog zraka uzrokuje kretanje zračnih masa. Dakle, temeljni uzrok energije vjetra je energija sunčevog zračenja, koja se oslobađa u jednom od svojih oblika – energija zračnih strujanja. Oko 2% sunčevog zračenja koje dopire do Zemlje pretvara se u energiju vjetra.

Vjetar je vrlo veliki obnovljivi izvor energije. Njegova energija može se koristiti u gotovo svim regijama Zemlje. Sklonost korištenju vjetroelektrana (VE) iz ekonomskih razloga u usporedbi s bilo kojim opcijama koje se temelje na korištenju fosilnih goriva je neupitna. Sva energija vjetra potencijalno raspoloživa za primjenu tijekom godine na površini Zemlje procjenjuje se na 13·10 12 kWh. Za praktičnu upotrebu realno je uzeti u obzir 10-20% ove energije. Poteškoća je, međutim, u vrlo velikoj disperziji energije vjetra i nekonzistentnosti vjetra, tj. u niskoj gustoći toka energije.

Energija vjetra, što je vrlo zanimljivo, jedan je od najstarijih izvora energije. Starost drevnih vjetroturbina nije točno utvrđena. No, vjeruje se da su se takvi motori pojavili 1700. pr. Energija vjetra bila je naširoko korištena za pokretanje mlinova i uređaja za podizanje vode u drevnim vremenima u Egiptu i na Bliskom istoku. Vjetrenjače su se u Europi pojavile početkom 12. stoljeća. u Nizozemskoj u 17. stoljeću. ukupna snaga vjetrenjača bila je 50-100 MW, što je s obzirom na mali broj stanovnika bila impozantna brojka: 50-100 kWh mehaničkog rada po osobi godišnje.

Vjetrenjače bi ostale povijesni kuriozitet da nije bilo energetske krize 70-ih. Iza posljednjih godina, kako u Rusiji tako iu inozemstvu, opet se pojačana pažnja posvećuje radu na energiji vjetra. Trenutno je razvijeno nekoliko dizajna vjetroturbina. Tipična zračna turbina sastoji se od dva ili tri rotora slična propeleru, s rasponom lopatica od 18 m, postavljenih na visoki metalni toranj (ili betonski toranj visok 25 m). Rotor, težak oko 8 tona, obično se okreće brzinom 5-6 puta većom od brzine vjetra. Generator instaliran na tornju pretvara mehaničku energiju rotacije rotora u električnu struju.

Međutim, korištenje vjetroturbina ima nekoliko problema:

Motor se mora zaustaviti kada vjetar oslabi i gubici energije uslijed trenja počnu premašivati ​​količinu energije izvučene iz vjetra;

Kotač vjetra trebao bi razviti maksimalnu snagu pri bilo kojem vjetru - od umjerenog do jakog;

Ako brzina vjetra postane previsoka, zračna turbina zahtijeva automatsko isključivanje kako bi se izbjeglo preopterećenje generatora;

Kada se smjer vjetra promijeni, turbina se mora okrenuti na način da ga na najučinkovitiji način iskoristi.

Pa ipak, u uvjetima naglog rasta cijena goriva u inozemstvu, vjetroelektrane postaju sve isplativije. Prema ekonomskim procjenama Sveučilišta u Massachusettsu, već sada se u američkim uvjetima može očekivati ​​ista cijena energije proizvedene u nuklearnim elektranama i vjetroelektranama.

Do 1987. u SSSR-u su stvorene eksperimentalne vjetroelektrane snage do 5 MW. Prema nizu pokazatelja - pouzdanosti, jednostavnosti korištenja, učinkovitosti, ekonomičnosti i transportabilnosti - oni su bolji od stranih modela. Ali u nizu regija Dalekog sjevera, europskog dijela Rusije, Sjevernog Urala, Čukotke, Magadanske regije i drugih, ove vjetroturbine su, naravno, isplative. Već danas su autonomne instalacije s kapacitetom od samo nekoliko, pa čak i frakcija kilovata, dobile široku praktičnu primjenu. Namijenjeni su uglavnom za potrebe poljoprivrede – navodnjavanje, vertikalna odvodnja, napajanje autonomnih potrošača. Korištenje vjetroelektrana doprinosi očuvanju okoliša od onečišćenja, što je vrlo važno s ekološkog stajališta.

c) energija oceana.

Svjetski ocean zauzima 70,8% Zemljine površine i apsorbira oko tri četvrtine sunčeve energije koja pada na Zemlju. Energija oceana je netaknuta smočnica energetskih resursa. Među instalacijama koje koriste energiju oceana trenutno se razmatraju elektrane na plimu, valove i elektrane. morske struje gdje se mehanička energija oceana pretvara u električnu energiju. Prisutnost temperaturnog gradijenta između gornjeg i donjeg sloja Svjetskog oceana koristi se u takozvanim hidrotermalnim elektranama.

Plimne elektrane (TS) novi su smjer u proizvodnji električne energije. Plima i oseka su, kao što je poznato, periodična kolebanja razine mora uzrokovana silama privlačenja, uglavnom Mjeseca i, u manjoj mjeri, Sunca. Kada su Sunce, Mjesec i Zemlja na istoj ravnoj liniji, plimni val je na svom maksimumu. A u slučajevima kada je kut Mjesec - Zemlja - Sunce 90 °, plimni val je minimalan. Prosječna visina valova na većini obala je mala i doseže samo oko 1 metar, međutim, na nekim mjestima izvan obale visina plime može doseći i više od 15 metara. Tako je, na primjer, u zaljevu Penžina Ohotskog mora visina plimnog vala 13 m, a na atlantskoj obali Kanade (zaljev Fundy) čak 18 m.

U najjednostavnijoj verziji, princip rada PES-a je sljedeći: za vrijeme plime voda ispunjava rezervoar, a za vrijeme oseke istječe iz njega, rotirajući hidrauličke turbine. Ovo je takozvana PES shema jednog bazena. TE s dva bazena je nešto kompliciranija: ona proizvodi energiju i za vrijeme oseke i za vrijeme oseke.

Ukupna snaga plime i oseke svih mora i oceana Zemlje procjenjuje se na 3·10 9 kW, što odgovara energetskom potencijalu gotovo svih svjetskih rijeka. Ovo je velika brojka. Međutim, perspektiva bilo kakve opsežne izgradnje TE, prema znanstvenicima, vrlo je upitna. Razlog tome su visoki troškovi izgradnje TE, ali i činjenica da je njihova uporaba ograničena na nekoliko geografski povoljnih područja.

Ipak, izgrađene su TE: 1966. u Francuskoj, na rijeci Rance, snage 240 MW, a 1968. u Sovjetskom Savezu TE Kislogubskaja na obali Barentsovog mora u blizini grada Murmanska. PES imaju jednu značajnu prednost: proces proizvodnje električne energije u ovim elektranama je ekološki prihvatljiv.

U obnovljive izvore energije spadaju i morski valovi. Morske valove stvara vjetar, a njihova energija određena je stanjem morske površine. Prosječni val visine 3 m nosi približno 90 kW energetske snage po 1 m duljine fronte vala. Međutim, praktična provedba ove energije uzrokuje velike poteškoće. Trenutno postoji niz patenata tehnička rješenja o pretvorbi energije valova u električnu energiju. U Japanu se energija valova koristi za autonomno napajanje plutajućih plutača.

Radovi na korištenju energije oceanskih struja za proizvodnju električne energije u fazi su pripreme za tehničku provedbu. Predviđena je ugradnja turbina promjera rotora 170 m i duljine rotora 80 m u područjima relativno jakih struja, izrađenih od aluminijska legura, s mogućim vijekom trajanja od najmanje 30 godina. Vodeni tokovi oceanske struje okreću lopatice turbine, a preko sustava multiplikatora koji povećavaju broj okretaja okreću električni generator spojen na cijev. Prema procjenama stručnjaka, očekuje se da će trošak električne energije proizvedene u takvim elektranama biti 1,8 puta niži nego u termoelektranama, odnosno 2,4 puta niži nego u nuklearnim elektranama.

Trenutno se određena pozornost posvećuje energetskom korištenju temperaturnog gradijenta različitih slojeva vode u morima i oceanima, odnosno stvaranju hidrotermalnih elektrana. Eksperimentalni uzorci automatske elektrane hidrotermalnog tipa demonstrirani su u Japanu i SAD-u 80-ih godina 19. stoljeća. U SAD-u se planira izravno izgraditi hidrotermalna elektrana snage 1 MW, čime se očekuje ušteda do 63.000 tona nafte dnevno. Uključivanje ogromnih energetskih resursa oceana u proizvodnju energije očitovat će se minimalnim negativnim utjecajem na okoliš.

d) Geotermalna energija.

Problem korištenja topline Zemlje za proizvodnju energije je od velikog interesa. Geotermalna energija je gotovo neiscrpan izvor energije. Poznato je da s povećanjem dubine zemljinih slojeva temperatura raste. To dovodi do činjenice da iz dubine Zemlje prema njezinoj površini kontinuirano teče toplinski tok značajne snage, prema izračunima, 30 puta veće od snage svih elektrana na svijetu. Trenutno su u tijeku intenzivna istraživanja problema korištenja geotermalnih resursa (podzemne rezerve tople vode i pare; izvori povezani s toplinom suhih stijena) za proizvodnju električne energije.

Prvi uspješan pokušaj korištenja zemljine topline za proizvodnju električne energije učinjen je u Lorderellu (Italija) 1904. godine, gdje je suha para koja izlazi iz zemlje korištena u ciklusu parne turbine. Kapacitet ove GeoTE sada iznosi 390 MW.

Danas u svijetu još uvijek nema dovoljno iskustva da se pouzdano procijene svi troškovni pokazatelji geotermalne energije, no jedno je jasno da je razvoj geotermalnih izvora povezan s vrlo velikim financijskim troškovima. Osim toga, iskustvo rada niza inozemnih geotermalnih elektrana, uključujući najveću svjetsku postaju "Big Geysers" (SAD, 12,5 MW), pokazalo je da niz čimbenika povezanih s njihovim radom ima negativan utjecaj na okoliš. To prije svega uključuje vodikov sulfid sadržan u pari. Prisutnost sumporovodika u zraku stvara neugodan miris i može nagrizati opremu i materijale. U termalnim vodama otopljene su mnoge štetne tvari, poput arsena, selena i žive. Takvu vodu nije uvijek moguće ispustiti u prirodne rezervoare. Kada govorimo o ekološkim pitanjima korištenja geotermalnih elektrana, također se mora imati na umu da izvlačenje velikih količina vode i pare na površinu može utjecati na mikroklimu područja, dovesti do nestabilnosti zemljine kore i potresa. Prilično radikalna je metoda pumpanja otpadnih voda u neproduktivne bunare. Ali takvo ubrizgavanje povećava troškove eksploatacije geotermalnih polja.

Pa ipak, rad na proučavanju problema korištenja geotermalne energije provodi se u mnogim zemljama svijeta, budući da su njezine rezerve neiscrpne. Osim toga, za razliku od sunčeve energije, koja varira ne samo dnevno, već i ovisno o godišnjem dobu i vremenskim prilikama, geotermalna energija se može generirati izravno. Pretpostavlja se da će uz odgovarajući razvoj GeoTEC-a energija proizvedena u njima koštati manje od energije dobivene na bilo koji drugi način.

Treće studijsko pitanje:

Nažalost, široka uporaba razmatranih alternativnih izvora energije zahtijeva značajna poboljšanja, dugo vrijeme i enormne financijske troškove, a kao rezultat toga, to je zadatak nemjerljive budućnosti.

Stoga sva nada za rješenje globalne energetske krize počiva na korištenju nuklearne i termonuklearne energije. Nuklearna energija, kao ni druge vrste energije, ne može biti potpuno čista i ne utjecati na okoliš. Ali termonuklearni reaktori s gorivom deuterij-tricij imaju značajne prednosti u odnosu na nuklearne reaktore u smislu, opet, utjecaja na okoliš. To je zbog mnogo manje hlapljivog radioaktivnog otpada, manje ranjivosti na curenje rashladne tekućine i druge hitne slučajeve.

Ali pitanje rada termonuklearnog reaktora povezano je s problemom upravljanja reakcijom termonuklearne fuzije. Rješenje ovog problema povezano je s velikim materijalnim troškovima, za koje ni u jednoj zemlji nije moguće izdvojiti javna sredstva, to je moguće samo za skupinu država. I tako su nade povezane s komercijalnim termonuklearnim reaktorom. Kad će biti? Akademik E.P.Velikhov odgovara na ovo pitanje:

“Smatram da bismo već u ovom dvadesetom stoljeću trebali napraviti planski prijelaz na neiscrpan izvor energije, zajedničkim snagama napraviti eksperimentalni termonuklearni reaktor. To bi svakako bio značajan korak naprijed. Znali bismo točnije na što možemo računati i što još treba raditi... Bez međunarodne suradnje rezultati bi bili lošiji... Sada imamo idejni projekt instalacije. Ovako nešto u znanstvenoj praksi nikada nije bilo, niti jedna država nije mogla sama napraviti takav idejni projekt. Subjektivno i objektivno kontrolirana sinteza je jedinstveno područje za suradnju. Istraživanje zadržavanja magnetske plazme nema nikakve veze s vojnim svrhama; ono još nije postalo poslovna tajna. Svi razumiju da je potrebna kontrolirana termonuklearna fuzija i da je suradnja svima korisna. I na to se trebamo osloniti u budućnosti. I u jednom od svojih govora, akademik L.A. Artsimovich je rekao da će "problem kontrolirane termonuklearne reakcije sigurno biti riješen ako čovječanstvo bude imalo stvarnu potrebu za tim".

Čini se da je vrijeme već došlo. Ali to je tema za drugi razgovor.

Sažetak lekcije:

mikrotest (nudi se na kraju lekcije kako bi se učenik potaknuo da bude pažljiv na satu učenja novog materijala, kako bi trenirao svoje pamćenje.

Učenici se moraju složiti ili ne složiti s predstavljenim tvrdnjama (stavite "+" ili "-" ispred broja svake tvrdnje)).

Globalna energetska kriza predviđena je zakonom održanja električnog naboja.

Da bi se proizvela solarna energija, mora se uzimati s ogromnog područja.

Jedan od problema s korištenjem vjetroturbine je taj što se motor mora zaustaviti kada vjetar prestane, jer to nije energetski korisno.

Geotermalna energija je ekološki prihvatljiv oblik energije.

Nuklearna energija pomoći će u rješavanju energetske krize.

Domaća zadaća . Pripremiti projekte - prezentacije na temu "Alternativni izvori energije"

Gončar Elena Leonidovna

Učiteljica fizike,

nastavnik-metodičar

MOU "Škola br. 26 u Donjecku"

LEKCIJA-RAZGOVOR IZ FIZIKE "UŠTEDA ENERGIJE ZA SVE"

NAPOMENA: nastava je usmjerena na poticanje ekološke svijesti učenika, treba pridonijeti ustrojavanju vještina za ekološki održiv i siguran način života, skrenuti pozornost na probleme korištenja energije, štednje energije i energetskih resursa, zaštite okoliša; predloženi materijal stvara motivaciju za uštedu resursa i energije, uključuje učenike u korisne aktivnosti za uštedu energije i resursa, potiče interes za znanstveno istraživanje i praktična aplikacija znanje.

KLJUČNE RIJEČI: Ušteda energije, okoliš, energija, električni uređaji, izvori energije, sigurnost.

Zadaci:

Pomoći školarcima da shvate važnost ekologije kao znanosti, naučiti ih pažljivo upravljati resursima Zemlje, njegovati prijateljski odnos prema okolišu, naučiti ih donositi ispravne odluke o ekološkim pitanjima i poduzimati smislene akcije.

Ciljevi lekcije: obrazovni:

Stvoriti uvjete za upoznavanje učenika s vrstama električnih uređaja, svrhom električnog brojila, uređajem glačala;

Promicati razvoj sposobnosti izračunavanja količine potrošene električne energije i njezine cijene;

Stvoriti uvjete za formiranje početnih vještina za ispravan rad električnih uređaja i poznavanje sigurnosnih propisa pri njihovoj uporabi.

razvoj:

Promicati razvoj vještina školaraca za isticanje glavne stvari u proučavanom;

Doprinijeti razvoju analitičkog mišljenja, širenju vidika;

Formirati sposobnost izvođenja operacija analize, sinteze, klasifikacije, sposobnost zapažanja, zaključivanja, isticanja bitnih obilježja predmeta, postavljanja hipoteza i njihove primjene u rješavanju problema različitih razina.

obrazovni:

Doprinijeti odgoju učenika u ekonomskom razmišljanju;

Razvijanje samostalnosti i komunikativnosti u radu;

Formirati pažljiv odnos prema energetskim resursima i kućanskim aparatima.

Vrsta lekcije: kombinirani.

Obrasci lekcije: dijalog, razgovor, objašnjenje, praktični rad, vježbe, briefing, rad s tehničkom dokumentacijom, aktivnosti profesionalnog usmjeravanja.

Oblici organizacije obrazovne i kognitivne aktivnosti učenika: grupni rad, individualni, opći razred, rad s tekstom.

Plan učenja

ja Organiziranje vremena.

II. Obnavljanje temeljnih znanja i vještina učenika. Ponavljanje pravila zaštite na radu. Stvaranje problemske situacije: „Svi izvori energije su iscrpljeni. Kako pronaći izlaz iz ove situacije?

III. Učenje novog gradiva.

1. Pojam električnog brojila. Obračun troška utrošene električne energije.

2. Korištenje tehnologija za uštedu energije u svakodnevnom životu.

3. Vrste kućanskih električnih uređaja.

4. Uređaj električnih aparata.

Tijekom nastave

І . Uvod učitelji.

U nedavnoj prošlosti elektrane male snage na ugljen i naftu jedva su mogle zadovoljiti ljudske potrebe. Ali potrebe su bile vrlo skromne. Naravno, nije bilo sumnje da bi Zemlja mogla iscrpiti svoje resurse. No, broj stanovnika Zemlje eksponencijalno raste, a time i potreba za energijom. Znanstvenici pokušavaju riješiti ovaj problem. Međunarodne konferencije, znanstvene knjige, studije posvećene su pronalaženju jeftinih, pristupačnih, ekološki prihvatljivih rješenja. Dakle, danas ćemo u lekciji razgovarati o ovoj temi. Kako razumjeti ovaj problem, što možemo učiniti da očuvamo bogatstvo našeg planeta?

ІІ . Obnavljanje temeljnih znanja i vještina učenika.

Razgovor.

1. Recite mi kakvu ulogu ima električna struja u našem životu.

2.Koji predmeti strujni krug znaš li?

3. Koliki je otpor vodiča? U kojim jedinicama se mjeri?

4. Kako se rad električne struje može izraziti preko snage i vremena?

5. Koja je opća namjena svih električnih uređaja?

6. Navedite električne uređaje koji se koriste u svakodnevnom životu.

7. Koje su svjetiljke ugrađene u vašem stanu? Pokušajte identificirati njihove vrste i svrhu. Koja svjetla najviše koristite?

8. Koji je nužan uvjet za rad navedenih uređaja?

9. Koji nam uređaj pokazuje količinu potrošene energije?

ІІІ. Rasprava o temi.

Učitelj, nastavnik, profesor:Što je energija?

Energetika je grana gospodarstva koja obuhvaća izvore energije, proizvodnju, transformaciju, prijenos i korištenje raznih vrsta energije.

Prije koliko su vremena ljudi počeli koristiti energiju?

Učitelj, nastavnik, profesor: Prije otprilike 500 tisuća godina čovjek je prvi ovladao energijom vatre – toplinskom energijom izgaranjem drva.

Prije 10 tisuća godina, s pojavom poljoprivrede, porasle su potrebe za energetskim resursima, pa je čovjek počeo graditi mlinove na energiju vode i vjetra. Ali s rastom industrijska proizvodnja i porastom stanovništva Zemlje, osoba gradi termoelektrane koje rade na bazi ugljena, nafte i prirodnog plina. Široko se razvija energetika riječne hidroelektrane. Krajem 20. stoljeća ovladana je atomska energija, ali ni ona više ne zadovoljava ljudske potrebe. Ali postoje i netradicionalni izvori energije - vjetroelektrane (vjetar se koristi da se turbine vrte i tako proizvodi električna energija), solarne elektrane - sunčeva energija, geotermalna (para iz vode, zagrijana duboko u Zemlji, koristi se za okretne turbine spojene na električne generatore. ) Čovjek pokušava iskoristiti energiju plima i oseka, morskih struja, tekućeg vodika, sintetskog goriva. Ali kako stoje stvari ekološki problemi pri korištenju određenih izvora energije?

Učitelj, nastavnik, profesor: Korištenje toplinske energije je prioritet. Ali! Više D.I. Mendeljejev je rekao da je korištenje nafte kao spaljivanje novca u peći, iako se nafta ne koristi u svom čistom obliku, već samo loživo ulje je proizvod njene prerade. A pri izgaranju bilo kojeg goriva troši se velika količina kisika i oslobađa se ugljični dioksid u tolikoj količini da dovodi do ekološkog problema - stvara se "efekt staklenika". To dovodi do zagrijavanja klime i kao posljedica poplava (dobro smo svjesni prirodnih katastrofa u Europi.) Sagorijevanjem goriva zagađuje se okoliš, to šteti životinjama (ili napuštaju svoja mjesta, ili umiru, ili dolazi do mutacija u razvoju), kvaliteta piti vodu, prekomjerno cvjetanje i zarastanje rezervoara. To dovodi do ekoloških katastrofa. Naravno, to ne može trajati unedogled. Potrebna je alternativa, a vi i ja znamo da izvori topline nisu beskrajni.

Navedite iscrpne i neiscrpne izvore energije.

Obračun troška utrošene električne energije.

Primjer 1. Postoji električna svjetiljka nazivne struje 100 W. Svjetiljka svijetli 6 sati svaki dan. Pronađite trenutni rad za jedan mjesec (30 dana) i trošak potrošene energije po stopi od 2,45 grivna po 1 kWh.

Korištenje tehnologija za uštedu energije u svakodnevnom životu.

Ovisi li potrošnja električne energije o godišnjem dobu?

Ljudi, trebamo li racionalno i pažljivo tretirati struju? Stvaranje problemske situacije

Koji su neki od načina na koje možete uštedjeti energiju?

Ne palite rasvjetu i električne grijalice bez potrebe;

Koristite ekonomičan način rada kućanskih električnih uređaja (perilice rublja, električni štednjaci, usisavači);

Prilikom izlaska iz stana provjerite jesu li svi električni uređaji isključeni (ovo je pravilo ujedno i pravilo zaštite od požara).

Ovisno o namjeni, električni uređaji se konvencionalno dijele u sljedeće skupine:

Za kuhanje (štednjaci, mikseri, rezači povrća, sokovnici, aparati za kavu, tosteri, blenderi itd.);

Tekuće grijanje (kotlovi, samovari, kotlovi, bojleri);

Dodatno grijanje i ventilacija prostorija (radijatori, kamini, konvektori, ventilatori, klima uređaji);

Osobna higijena (pegle, sušila za kosu, grijaći jastučići);

Slobodne aktivnosti ( glazbeni centri, magnetofoni, televizori);

Kućanski aparati (perilice rublja, hladnjaci, usisavači);

Sredstva za komunikaciju (telefoni, radiotelefoni);

Električni alati (lemilice, plamenici, polirke, bušilice itd.).

Svaki električni uređaj ima tehničku putovnicu u kojoj je naznačen napon, snaga, standardni broj, godina proizvodnje, naziv proizvođača koji se nalazi na kućištu instrumenta u obliku pločice, kao i upute za uporabu koje navesti pravila rada, značajke skrbi za uređaj, moguće kvarove i razloge za njihovo uklanjanje, jamstvene obveze.

IV. Uređaj električnih grijača.

Učitelj, nastavnik, profesor: iscrpljivi izvori energije su nafta, plin, ugljen, uran. Činjenica da ih može nestati je jedan problem, ali otpad iz ovih postaja je smrtonosan za ljude. Neiscrpni izvori energije su energija biomase, vjetra, sunca, morskih valova i struja, toplina zemlje. Koje su posljedice nesreće u nuklearnoj elektrani?

Učitelj, nastavnik, profesor:Čak i bez nesreće, oko reaktora se uočava radioaktivna pozadina, što dovodi do mutacija gena i onkoloških bolesti.

No je li korištenje vjetra, sunca i vode tako bezopasno?

Učitelj, nastavnik, profesor: Uz toliko pluseva, ima i minusa. Ovisnost vjetroelektrana o vremenu stvara zagađenje bukom. Životinje odlaze, što remeti ekološku ravnotežu u tom području. Osoba se osjeća depresivno. I uz sve to, snaga takvih stanica je mala. U Njemačkoj su vjetroelektrane izgrađene na južnoj obali poluotoka Jutland, te u blizini sela Kulikovo u Kalinjingradskoj oblasti. Geotermalna energija koristi se na Islandu, na Kamčatki, ali se topla voda nigdje ne pumpa natrag, što će dovesti do zagađenja tla i ugrožavanja okoliša. Sunčanih elektrana ima vrlo malo. To su solarne instalacije koje hvataju i pretvaraju energiju sunca. Ali to ovisi o klimatskim uvjetima i vrlo je skupo. Ova vrsta energije koristi se u Brazilu, Kaliforniji na krovovima visokih zgrada.

Je li moguće nekako promijeniti situaciju?

Učitelj, nastavnik, profesor: Najvažnije je naučiti štedjeti energiju. Elementarno je štedjeti struju u našim stanovima, provesti toplinsku izolaciju prozora za bolje zadržavanje topline. Učinkovito korištenje energetskih resursa, poštivanje uvjeta zaštite prirode kako se ne bi narušila ekološka ravnoteža u prirodi, smanjila bi se potrošnja resursa. Ugraditi sredstva za regulaciju potrošnje energije (sklopke i sklopke.)

V. Učvršćivanje novih znanja i vještina učenika (odraz).

1. Prva skupina sastavlja sigurnosna pravila pomoću čestice NE, druga skupina sastavlja 1. skupinu na temelju sigurnosnih pravila bez korištenja čestice ne, odnosno objašnjava što treba učiniti u određenoj situaciji.

2. Riješite križaljku na temu "Kućanski aparati"

1) Kuhinjski aparat za kućanstvo.

2) Kućanski električni uređaj za pranje podova

3) Kućanski električni aparat za čišćenje prostorija

4) Električni uređaj

5) Termički električni uređaj

6) Kućanski električni uređaj za grijanje prostora

7) Kućanski električni uređaj

8) Kuhinjski električni aparat za dobivanje soka

9) Vanjski omotač električnog uređaja

10) Dio koji spaja električni grijač na kabel

11) Uređaj koji automatski održava temperaturu

12) Detalj termostata vezan uz frizuru

13).Važna montaža hladnjaka

14) Infracrvena pećnica

VI. Sažimanje lekcije.

VII. Domaća zadaća: Izračunajte tjednu potrošnju električne energije u vašem domu.

POPIS KORIŠTENIH IZVORA

1) http://boltishki.grodno.unibel.by/main.aspx?uid=872

2) Bušuev V.V. Troicki A.A. Energetska učinkovitost i rusko gospodarstvo.// Energija: tehnologija, ekonomija, ekologija. 2004. br. 5.

3) Lisienko V.G. Ščelokov Ja.M. Čitanka o uštedi energije. Referentno izdanje. U 2 knjige - M .: "Teploenergetik", 2002. - 688 str.