Команда МиГ школы № 2 посёлка Сенной Саратовской области/Урок Энергетика сегодня и завтра
Содержание |
Энергетика сегодня и завтра.
Цели урока:
- 1. Познакомить учащихся с различными видами энергии и источниками энергии на Земле.
- 2. Рассмотреть экологические проблемы использования традиционных источников энергии. Выявить положительные и отрицательные стороны.
- 3. Изучить возможности альтернативных источников энергии.
- 4. Создать вместе с учащимися видения энергетического будущего России в 2030 году.
План урока
- I. Организационный момент.
- II. Изучение нового материала.
- 1. Виды энергии.
- 2. Источники энергии на Земле.
- 3. Плюсы и минусы использования традиционных (не возобновляемых) источников энергии.
- 4. Возможности альтернативных источников энергии.
- III. Формулирование видения энергетического будущего России.
Ход урока.
- I. Организационный момент.
- II. Изучение нового материала.
Виды энегргии.
Энергия начало всех начал,
Она основа жизни на планете.
Энергия содержится и в пище, и в огне.
Она нам ярко лампочкою светит.
Вопрос. Какие виды энергии вам известны?
Виды энергии:
- Химическая – энергия, заключенная в химических связях в веществах (энергия пищи, топлива)
- Механическая – энергия движущихся тел
- Световая – энергия света
- Тепловая – энергия тепла
- Электрическая – энергия электрического тока
- Атомная – энергия расщепления атома
Задание. КАК Я ИСПОЛЬЗУЮ ЭНЕРГИЮ.
Какие ваши действия в течение дня требуют энергии? Какой вид энергии вы расходовали, выполняя то или иное действие?
Потребление энергии человечеством непрерывно растет. Разница между человеком каменного века и современным человеком огромна, особенно в использовании энергии. Пещерный человек по-треблял около 1% того количества энергии, которую потребляет современный житель Земли. Значит, на Земле стало больше энергии? Нет! Она стала более доступна, но её не стало больше, чем раньше. Количество энергии в природе постоянно. Она не возникает из ничего и не может исчезнуть в никуда. Она просто переходит из одной формы в другую. Но использование энергии в первобытном обществе было совершенно иным, чем сейчас. Нам легче сравнить себя с людьми 1960-х годов, когда использовались такие же источники энергии, и об- щество было почти таким же. Так вот, еще 40 лет назад человечество потребляло только половину той энергии, кото-рую потребляет сегодня!
2. Источники энергии на Земле.
Энергия в природе не исчезает и не возникает вновь. Она лишь переходит из одного вида в другой.
Энергия скрывается во всем,
Её источники порою не заметны.
Хоть рядом с ними мы совсем живем,
Узнать хотим подробнее об этом.
Вопрос. Назовите источники энергии на Земле.
Свойство энергии переходить из одного вида в другой человек использует давно.
Несколько миллионов лет назад люди научились использовать огонь. Огонь давал им тепло и свет, был источником вдохновения и оптимизма, оружием против врагов и диких зверей, лечебным средством, помощником в земледелии, консервантом продуктов.
На протяжении многих лет огонь поддерживался путем сжигания растительных энергоносителей (древесины, кустарников, камыша, травы, сухих водорослей и т.п.), а затем была обнаружена возможность использовать для поддержания огня ископаемые вещества: каменный уголь, нефть, сланцы, торф. Энергию получают с использованием различных видов сырья. В странах ЕС 56% энергии получается сжиганием ископаемого топлива (угля, природного газа, нефти). Кроме того используется ядерная энергия 35% и возобновимые источники энергии 9% В странах Центральной и Восточной Европы путем сжигания топлива добывается около 80% энергии, ядерное топливо обеспечивает 12%, а возобновляемые источники энергии – 8 %.
3. Плюсы и минусы использования традиционных (не возобновляемых) источников энергии.
Множество различных природных соединений, содержащих большие запасы энергии, находятся в недрах земли. Важнейшие из них нефть, газ, уголь и уран.
ИСКОПАЕМОЕ ТОПЛИВО
Уголь был первым используемым невозобновляемым энергоисточником и решающим фактором в развитии европейской цивилизации. В 1774-1784 годах Дж. Уатт разработал и построили универсаль-ный паровой двигатель, который превращал тепловую энергию, образующуюся при сгорании угля, в механическую. Паровые суда и поезда облегчили передвижение, заводы стали работать на угле. Еще в 1965 году уголь был самым важным энергоисточником в мире. В 1885 году уголь давал 31% производимой человеком энергии. Уголь удобен для производства электричества и других промышленных процессов. Он дает дешевую энергию в странах, где этот энергоисточник доступен.
Нефть. 90% добываемой нефти используется в качестве топлива, остальная часть служит сырьем для нефтехимической промышленности, производства пластмасс и даже лекарств. Современная нефтяная промышленность родилась в 1859 году в Пенсильвании. С тех пор нефтянная промышленность уверенно развивалась и сейчас лидирует на мировом рынке энергоисточников. Природный газ. 25% энергии в мире вырабатывается из природного газа.
Природный газ используется как топливо на электростанциях, как бытовое топливо, как сырье в промышленности.
Сжигание ископаемого топлива – самый распространенный способ производства энергии. Но он оказывает негативное влияние на окружающую среду: при сжигании ископаемого топлива выделяются углекислый газ (СО2), диоксид серы (SO2), оксиды азота, пыль и твердые частицы. СО2 – главный виновник парникового эффекта, оксиды серы и азота – способствуют образованию кислотных дождей и вместе с пылью ухудшению качества воздуха.В глобальном масштабе сжигание топлива для использования в энергетике, транспорте, промышленности является источником около 80% выбросов СО2. ОбъемСО2 , который выделяется при производстве одного и того же количества энергии зависит от вида топлива. При сжигании углей выделяется в 2 раза, а при сжигании нефтяных продуктов в 1, 5 раза больше СО2 , чем при сжигании природного газа. Твердое топливо является самым мощным загрязнителем окружающей среды. Добыча в открытых рудниках приводит к изменениям и нарушениям природных ландшафтов. При транспортировке нефти возможны прорывы трубопроводов, аварии танкеров, что ведет к мировым экологическим катастрофам.
ЭНЕРГИЯ АТОМА
Сегодня во всем мире атомные электростанции дают 17 % производимой на Земле электроэнергии. Нормальная работа АЭС не представляет серьезной угрозы для окружающей среды. Проблемы возни-кают в отношении сохранения и обработки отработанного ядерного топлива, а также в связи с опасно-стью аварий. 1986 год – авария на Чернобыльской АЭС.Просмотр фильма о ликвидаторах Чернобыльской аварии.
4. Возможности альтернативных источников энергии.
Именно сейчас, в наши дни, в России и во всем мире все чаще задумываются об энергетике будущего и разрабатывают экологически чистые источники энергии. Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива. В связи с указанными проблемами становится все более необходимым использование нетрадиционных энергоресурсов, в первую очередь солнечной, ветровой, геотермальной энергии, наряду с внедрением энергосберегающих технологий.
Просмотр видеофильма «Альтернативные источники энергии»
Энергия солнца
Среди возобновляемых источников энергии солнечная радиация по масштабам ресурсов, экологической чистоте и повсеместной распространенности наиболее перспективна. Впервые на практическую возможность использования людьми огромной энергии Солнца указал основоположник теоретической космонавтики К.Э. Циолковский в 1912 году во второй части своей книги: “Исследования мировых пространств реактивными приборами”. Он писал:“Реактивные приборы завоюют людям беспредельные пространства и дадут солнечную энергию, в два миллиарда раз большую, чем та, которую человечество имеет на Земле”. Солнечная энергия может быть преобразована в тепловую, механическую и электрическую энергию, использована в химических и биологических процессах. Солнечные установки находят применение в системах отопления и охлаждения жилых и общественных зданий, в технологических процессах, протекающих при низких, средних и высоких температурах. Они используются для получения горячей воды, опреснения морской или минерализированной воды, для сушки материалов и сельскохозяйственных продуктов и т.п. Благодаря солнечной энергии осуществляется процесс фотосинтеза и рост растений, происходят различные фотохимические процессы. У солнечной энергетики однако есть ряд недостатков: солнеч-ные панели сложно утилизировать, во многих регионах мира количество солнечных дней весьма огра-ничено, оборудование для преобразования солнечной радиации в электричество остается дорогим, по-добные электростанции не работают ночью и в холод.
Энергия ветра
С начала 1990-х годов в мире наиболее быстрыми темпами рос спрос на ветряную энергию. Ныне вет-ровая электроэнергия производится в 55-ти странах мира. Позволяет снижать выбросы в атмосферу углекислого газа, выделяющегося при производстве электроэнергии из традиционных источников энергии.
Энергия воды
На сегодняшний день энергия падающей воды - самый популярный вид энергии, добываемой их во-зобновляемых источников. Она обеспечивает 17.5% потребностей человечества в электричестве. Ныне приблизительно 20% всей мировой электроэнергии генерируется гидроэлектростанциями.
Геотермальная энергия
Повсеместно на планете на глубине 5-10 км под поверхностью земли протекают геотермальные воды, которые возможно использовать для получения энергии. Нагретые (иногда до температуры 6 тыс. гра-дусов по шкале Цельсия) подземные воды выходят на поверхность земли в виде горячих источников или гейзеров, это тепло и может быть трансформировано в электрическую энергию или использоваться непосредственно для обогрева домов и теплиц. Среди возобновляемых источников энергии геотермальная энергия занимает третье место после таких источников, как гидроэнергия и энергия, выработанная из биомассы. К достоинствам этого метода получения энергии относится ее дешевизна и экологическая чистота. К недостаткам - невозможность строительства геотермальных станций в большинстве регионов планеты. Кроме того, есть пример того, когда построенная электростанция годами простаивала без дела, поскольку источник горячих вод неожиданно иссяк.
Энергия биомассы
Биомасса - возобновляемый источник энергии производимый из органических материалов: отходов древесины, сельского хозяйства и мусора. Эти материалы могут непосредственно сжигаться, например, для разогрева воды, или преобразовываться в газ для последующего сжигания. К достоинствам этого способа получения энергии относится его дешевизна. Кроме того, сжигание мусора позволяет беречь окружающую среду. Однако процесс сжигания негативно влияет на состояние атмосферы Приливная энергия Океаны занимают большую часть поверхности Земли - следовательно строительство электростанций, использующих в качестве "топлива" энергию приливов потенциально является весьма перспективной задачей. Первые приливные электростанции были построены в начале 1960-х годов во Франции и СССР. Наиболее крупные проекты такого рода были реализованы в Великобритании, Канаде и Австралии. По оценкам экспертов экологической организации Greenpeace, ресурсы приливной энергии в мире таковы, что их использование позволит получить такое количество энергии, которое в 5 тыс. раз превышает современные потребности человечества в электричестве.
Просмотр видеофильмов « Город на 100% перешел на солнечную энергию», «Возобновляемая энергетика в ЕС», « Энергия из отходов», «Океанские волны как источник энергии».
Итак, мы рассмотрели различные виды источников энергии. Сравним их по таблице. Работа с таблицей.
III. Формулирование видения энергетического будущего России.
Вы – будущее нашей страны. Обсудите в группах тему «Энергетическое будущее России». Составьте письмо с предложением будущему министру энергетики тех источни-ков энергии, которые на ваш взгляд нужно использовать в 2030 году.
Авторы:
Кочетов Роман , Сыркина Дарья, Дундукова Валерия, учитель Беземская Ирина Валентиновна
