Методическая разработка "Энергетика и окружающая среда"
Элективный курс
«Энергетика и окружающая среда»
(физика, экология)
Составитель:
Себелева Н.Г., учитель физики
МОУ СОШ № 19
Междуреченск, 2014
2
Оглавление
1 Введение (пояснительная записка).
2 Программа элективного курса.
3 УМК к элективному курсу «Энергетика и окружающая среда».
а). Учебно-тематический план.
б). Поурочное планирование.
4. Методические приложения.
- Лекции
- Качественные и количественные задачи
- Практические работы.
- Лабораторные работы.
- Тест.
5. Литература.
3
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа элективного курса «Энергетика и окружающая среда»
предназначена для учащихся 11 класса.
Проблемы охраны окружающей среды, рационального использования
природных ресурсов, энергетического кризиса стали исключительно
актуальны. В природных процессах наблюдаются опасные изменения,
угрожающие устойчивости биосферы и нормальному развитию
человеческого общества. Отмечено опасное потепление климата, изменение
воздушных течений и состава атмосферы, расширение пустынь,
исчезновение отдельных видов животных и растений. Воздействие человека
на природу приобрело глобальный характер и продолжают возрастать.
Запросы общества превышают возможности природы, тот предел
допустимых изменений, при котором сохраняется устойчивость биосферы.
Около 20% территорий России испытывают острые и очень острые
экологические ситуации. В этих условиях экологическое воспитание,
формирование экологической культуры и нового мышления, стало
необходимым фактором выживания.
Предлагаемая программа посвящена вопросам использования различных
видов энергии. Энергетика служит основой любых процессов во всех
отраслях народного хозяйства. Энергия- важный фактор существования и
развития человеческого общества.
Современная энергетика требует использования всех видов энергоресурсов
Земли и энергии Солнца. Однако современная технология производства
энергии ведет к тепловому, химическому и радиоактивному загрязнению
биосферы, порождает много экологических проблем, требует поиска других
экологических источников энергии.
4
Содержание элективного курса отражает взаимосвязь между предметами
которые изучает ученик в школе – биологии, химии, охраны безопасности
жизнедеятельности при ведущей роли физики.
Элективный курс позволяет решать следующие задачи:
- последовательно раскрыть ученикам природные закономерности и на
фактическом материале добиться усвоения учениками основ экологии;
- сформировать у детей ответственное отношение к окружающей среде;
- развивать способность и умение наблюдать природные явления и
процессы, анализировать факторы взаимодействия человека и природы;
- привлекать учащихся к экологической деятельности, осуществляя связь
теории с практикой;
Данный курс позволяет ознакомить учеников с различными видами
энергии, дает возможность формирования целостного представления о
проблеме энергетики, возможных путях ее решения.
Элективный курс рассчитан на 17 учебных часов.
5
Программа элективного курса (17часов)
1. Введение. Энергетические проблемы (2 ч.).
Экологическая ситуация в мире. Энергетический кризис. Потребление
ресурсов энергообеспечения. Энергетика современности и будущего.
Экологические проблемы энергетики.
2. Эффективность электрификации (3 ч.)
Универсальность электроэнергии. Производство, передача и
использование электроэнергии, источники влияния на биосферу, роль
электроэнергетики в народном хозяйстве. Энергосбережение.
3. Использование солнечной энергии (4 ч.).
Гелиоэнергетика. Преобразование солнечной энергии в тепло.
Преобразование солнечной энергии в электрическую.
Фотопреобразователи. Гелиоконденсаторы. Солнечные батареи.
4. Ядерная энергетика (5 ч.).
Физические основы ядерной энергетики. Экологические проблемы
АЭС. Факторы воздействия на окружающую среду. Аварии на АЭС и их
последствия. Воздействие радиации на живые организмы. Ядерные
взрывы и их последствия. Ядерные реакторы, их типы. Современное
развитие и перспективы ядерной энергетики.
5. Достижения физики и решение экологических проблем (3 ч.)
Альтернативная энергетика. Энергетика ядерного синтеза. Проблемы
использования. Экологические проблемы использования различных видов
энергоресурсов.
6
Учебно–тематический план.
№
п/п
Наименование тем
курса
Всего
часов
В том числе
Формы
контроля
лекции
семинары
лаборат
работы
практ.
работы
экскурсии
1.
Введение.
Энергетические
проблемы НТР.
2
1
1
Распределение
вопросов к
семинарам.
2.
Эффективность
электроэнергии.
Электрификация и
энергоснабжение.
3
1
1
1
Участие в
семинарском
занятии,
тестирование.
3.
Использование
солнечной энергии.
4
2
2
Участие в
семинаре.
4.
Ядерная энергетика.
5
2
1
1
1
Участие в
семинарах;
выполнение
лабораторных
и практических
работ,
составление
отчетов.
5.
Достижение физики и
решение
экологических
проблем.
3
1
1
1
Участие в
семинарах,
экскурсиях.
7
ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И ОХРАНА ПРИРОДЫ
ПРИЛИВНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Энергия морских приливов огромна. Однако практическое использование
затруднено, поэтому моря и океаны могут удовлетворить только 1 % мировой
энергопотребности.
Достоинства:
- минимум поверхности на суше;
- не загрязняется атмосфера;
- даровой источник.
Недостатки:
- в море занимает очень большие пространства, опасно для судоходства.
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Геотермальная энергия - это теплота, которая генерируется внутри Земли в
источники огромной силы (внутренняя энергия Земли).
Достоинства:
- практическая неиссякаемость и полная независимость от ус-
ловий окружающей среды, времени года, суток.
Недостатки:
- необходимость обратной закачки отработанной воды (в гео-
термальных водах содержится много токсических металлов - 2п,
РЬ, кадмий, мышьяк и химических соединений - аммиак, фенол) -
это исключает сброс этих вод в природные водоемы, расположен-
ные на поверхности.
8
ГИДРОЭНЕРГЕТИКА (ГЭС)
Достоинства:
- не загрязняегся атмосфера;
- создаются новые водоемы;
- увлажняется атмосфера, меняется микроклимат;
- гидроресурсы не надо добывать или как-то обрабатывать.
Недостатки:
- затапливаются огромные пространства, создаются водохра
нилища;
- разрушается естественная среда обитания флоры и фауны;
- отчуждаются плодородные пойменные земли;
- плотины отрицательно влияют на ценные породы промысловых рыб;
- по мнению некоторых ученых, последствием строительства
ГЭС является «наведенная сейсмичность» в зоне расположения
мощных гидроузлов и больших по объему водохранилищ. В 1967
году в Индии была разрушена плотина высотой 103 м. Причина -
землетрясение, эпицентр - подтелом плотины.
ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА (ТЭС)
Более 80 % всей электроэнергии в нашей стране вырабатывается на ТЭС на
всех видах топлива (природного).
Достоинства:
- под станции используются небольшие площади;
- высокая удельная теплота сгорания (уголь, нефть, природный газ);
- простота хранения угля, пригодность к непосредственному
использованию угля, нефти и газа.
Недостатки:
- сильно загрязняют атмосферу сернистыми и азотистыми соединениями, С0
2
,
создают парниковый эффект, кислотные дожди и т. д.;
9
- используется большое количество площадей для добычи угля, рельеф
портится шахтами;
- с охлаждающей водой ТЭС в ближайшие водоемы сбрасывается большое
количество тепла, повышающее температуру водоема.
По данным МАГАТЭ электростанция мощностью более 1 млн. кВт,
работающая на угле, выбрасывает в атмосферу ежедневно 400 т сернистого
газа, 60 т окислов азота и углерода, 12 т тепла. Если бы в мире начали строить
только ТЭС (их считают более безопасными), что бы было?
Мало кто из неспециалистов знает, что вместе с различными загрязняющими
атмосферу газами ТЭС вырабатывает в атмосферу и некоторые радиоактивные
вещества, содержащиеся в большей или меньшей степени в топливе.
Радиационный фон от ТЭС - 1 % .
ГЕЛИОЭНЕРГЕТИКА
Солнце - источник всех остальных видов энергии на планете. Оно
посылает огромное количество ккал на Землю. Так как абсолютно чистой
атмосферы нет, половина солнечной энергии рассеивается, до поверхности
Земли доходит лишь 50 %. И даже это количество грандиозно и превышает все
другие виды энергии.
Всю солнечную энергию использовать нельзя - часть ее переходит в тело
морей и океанов, часть обеспечивает круговорот воды в природе, часть идет
на фотосинтез. Кроме того, 30 % отражается поверхностью Земли и
возвращается в космос.
Достоинства:
- СЭС не загрязняют атмосферу;
- солнечные киловатты бесплатны.
Недостатки:
- проблема связана с циклическим характером поступления;
10
- под солнечные батареи используется большая площадь Земли;
- КПД солнечных установок пока очень низок (около 10%). Однако при
высоких КПД значительная часть солнечной энергии, падающей на Землю
вблизи СЭС, будет изыматься, что приведет к сильному локальному понижению
температуры и интенсивной конденсации паров в атмосфере. Это в свою
очередь будет препятствовать проникновению солнечных лучей к земной
поверхности;
- плотность солнечной энергии низкая, и требуются большие средства на
ее улавливание и хранение.
ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
Попытки использовать силу ветра своими корнями уходят в далекие
времена. Вспомните ветряные мельницы, с которыми боролся Дон Кихот.
Силу ветра можно реально считать базой развития будущей энергетики.
Достоинства:
- используется даровая энергия;
- экологически чисты, не влияют на тепловой баланс атмосферы Земли.
Недостатки:
- низкая интенсивность, поэтому они занимают большие площади;
- портят ландшафт (некрасиво);
- работа ветровых установок неблагоприятно влияет на работу
телевизионной сети;
- источник шума (этот район покидают животные и птицы);
- если наступает затишье, ветровая энергия равна нулю, а приток энергии
нужен постоянный. Человек еще не научился делать запасы электроэнергии
в большом количестве, как, например, угля, нефти.
Но ученые смотрят на эти проблемы оптимистически и считают, что они
разрешимы и что это энергетика будущего.
11
АЭС
В мире существует около 420 атомных реакторов. У нас в стране 14 %
всей энергии вырабатывается АЭС. Первая в мире АЭС была пущена в 1954
году в СССР в Обнинске. Сейчас у нас их 9:
1. Балаковская.
2. Калининская.
3. Кольская.
4. Нововоронежская.
5. Курская.
6. Ленинградская.
7. Смоленская.
8. Белоярская.
9. Билибинская (на Чукотке, самая маленькая).
10. Обнинская - маленькая, существует как экспериментальная.
Только в черте Москвы 8 работающих реакторов, 7 из них - в институте
Курчатова.
Достоинства:
- небольшая площадь под АЭС;
- при отсутствии утечек - никакого загрязнения атмосферы; -относительная
независимость от местоположения сырья.
Недостатки:
- образуются радиоактивные отходы (глобальная проблема);
- дорогое строительство, еще дороже размонтировка.
В марте 1979 года произошла самая тяжелая до Чернобыля авария на
американской АЭС. После этого случая американцы не ввели в строй ни
одного реактора. В Швеции принято решение о постепенном закрытии АЭС.
Лишь Великобритания, Франция и Россия планируют строительство новых
12
АЭС, несмотря на активное сопротивление общественности. Во Франции 74
% энергии -энергия АЭС, ежегодно 200 тыс. школьников ходят туда на
экскурсии.
Сырьем для АЭС является уран и торий - их запасов в земной коре хватит
на 50 тыс. лет. В морской воде урана в 1000 раз больше, чем в земной коре.
Может не стоит так осторожничать? Но иметь «пороховой погреб» в
стране с не очень развитой технологией или социальной нестабильностью -
это безумие.
Для устойчивого развития нужны устойчивые энергоресурсы. Те ресурсы,
от которых мы сейчас зависим, к таковым не относятся: ручной труд,
животные, водяные мельницы, дрова, уголь, нефть.
Электричество - это вторичный энергоресурс; чтобы получить его, нужен
первичный: уголь, нефть, движение воды, ядерное топливо и т. д.
13
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
Экологические проблемы являются частью глобальных проблем
человечества. Называя их глобальными, ученые стремятся подчеркнуть их
значение для всей планеты, то, что они затрагивают интересы всего
человечества, то есть всех стран независимо от размеров территории,
численности населения, уровня экономического развития. Особенности
глобальных проблем в том, что они:
1) имеют планетарный характер, затрагивают все человечество;
2) угрожают гибелью всей современной цивилизации;
3) нуждаются в неотложных и эффективных мерах по их преодолению;
4) требуют международных, межгосударственных усилий;
5) Требуют личного вклада каждого в сохранение цивилизации в настоящее
время и для будущих поколений.
Причин возникновения экологических проблем много, но наиболее
очевидны и важны следующие:
1) демографический взрыв, в результате которого в течение каждых
десяти лет население Земли вырастает на величину, равную
населению Китая. Это во многом провоцирует продовольственную,
энергетическую, сырьевую проблемы и как следствие- экологическую
проблему;
2) колоссальные масштабы человеческой деятельности. В результате
научной и технологической революции изменяется окружающая
природная среда;
3) нерациональное потребление первичных природных ресурсов,
наиболее активно используемых в общественном производстве и
мировом хозяйстве;
14
4) технократическое мышление. Древний культ природы заменился
культом техники. Самое широкое распространение получила
идеология покорения природы, предельно высокой ее эксплуатации.
Противоречия между обществом и природой отныне не просто
достигли большой остроты, но и перешли в качественно новую фазу.
Природные системы Земли подошли к определенному критическому
состоянию, при котором дальнейшее наращивание антропогенных
нагрузок, не говоря уже о мировой термоядерной войне, может
подорвать естественную основу жизни на планете, привести к гибели
человека как биологического вида.
Но возможно ли исправить ситуацию. Чтобы ответить на этот
вопрос, следует прежде всего понять причины и особенности
проявления глобальных проблем экологии.
ИСТОЩЕНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ
Эта проблема занимает ключевое место. Она возникла как результат
давления человека на биосферу.
Невозобновляемые ресурсы- это ресурсы, затратив которые, человек уже не
в состоянии их восстановить или рассчитывать, что они восстановятся
естественным путем. К ним относятся все виды ископаемого сырья и топлива, то
есть все то, что возникло в процессе формирования и развития Земли в течение
сотен миллионов лет (нефть, газ, уголь, торф и др.).
Возобновляемые ресурсы- это ресурсы, которые возобновляются в результате
естественных процессов, происходящих в природе, или могут быть восстановлены
человеком с определенными затратами(объекты охоты, рыболовства,
собирательства, вода, лес, плодородный слой почвы, энергия ветра и приливов).
15
ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ
Подобно тому, как в парнике стеклянная крыша и стены пропускают
солнечную радиацию, но не дают уходить теплу, так и углекислый газ вместе с
другими «парниковыми газами» практически прозрачны для солнечных лучей, но
задерживают длинноволновое тепловое излучение Земли, не дают ему уходить в
космос. В результате температура приземного слоя воздуха повышается.
Во второй половине ХХ века в атмосфере резко увеличилось содержание так
называемых парниковых газов за счет:
а) сжигания ископаемого топлива,
б) увеличения количества метана и оксидов азота,
в) массового сведения лесов.
ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ:
- повышается уровень Мирового океана в результате таяния материковых и горных
ледников,
- резко увеличивается процесс опустынивания, меняется климат в Сибири и
Скандинавии,
- вследствие таяния ледников и перераспределения водных масс от полюсов к
низким широтам скорость вращения Земли будет замедляться на незначительную
величину. Это должно вызвать изменение ее формы. Уменьшается сплюснутость
Земли. В связи с этим могут усилиться вулканическая активность и землетрясения.
ИСТОНЧЕНИЕ ОЗОНОВОГО СЛОЯ
Растительный и животный мир на нашей планете начал свое развитие лишь
после образования охранного озонового слоя, который надежно укрыл Землю от
опасного ультрафиолетового солнечного излучения.
16
Несмотря на малую концентрацию озона, он поглощает 99%
ультрафиолетового излучения Солнца.
Разрушают озон:
а) оксиды азота, образующиеся при полетах сверхзвуковых самолетов на
большой высоте, ракет;
б) фтористые и хлористые соединения, которые применяются в холодильниках,
кондиционерах, машинах, пенообразователях, аэрозолях. Эти соединения
поднимаются вверх, разрушают озон, сами же распадаются десятилетиями.
КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ
Кислотность выражается показателем рН. В нейтральной среде рН=7, все
меньше 7 показывает наличие кислотности. Под термином «кислотный дождь»
имеются в виду любые осадки- дождь, снег, туман, роса, рН которых ниже 5,6.
Даже в чистом лесу дождь уже обладает кислотностью, так как вода впитывает
углекислый газ из атмосферы.
Причины: - массовое сведение лесов;
- сжигание большого количества топлива;
- выхлопные газы транспорта;
- промышленные выбросы.
И как следствие этого:
-ухудшается состояние почвы;
- снижается урожай;
- гибнет растительность, уничтожается жизнь в водоемах;
- ускоряется процесс коррозии металлических конструкций
зданий, мостов, плотин, линий электропередач;
- разрушаются памятники архитектуры.
17
ПРОБЛЕМА ЧИСТОЙ ПРЕСНОЙ ВОДЫ
Естественный круговорот воды, ее режим изменился в результате распашки
земель, сельскохозяйственного освоения, создания сети каналов и водохранилищ,
бесхозяйственного отношения к воде как бесплатному природному ресурсу. Все
это привело к тому, что пресной воды не хватает.
Загрязнение подземных источников- это беда, которая только начинает
просматриваться.
ПОЧВА
Почва- основной компонент наземных экосистем, среда обитания организмов,
энергия для организмов суши. Однако площадь земельных ресурсов ограничена. К
основным причинам деградации почв можно отнести следующие:
-чрезмерное пастбищное животноводство;
- оскудение и исчезновение лесных ресурсов;
- нерациональная сельскохозяйственная деятельность;
- эрозия, вызванная водой и ветром;
- засоление почв при орошении.
ПРОБЛЕМА МУСОРА
Полностью безотходное производство так же невозможно, как и вечный
двигатель.
В настоящее время на каждого жителя планеты приходится в среднем около 1
тонны мусора в год, и это не считая миллионов изношенных и разбитых
автомобильных шин.
Причины увеличения количества мусора:
- рост численности населения;
18
- рост производства товаров массового потребления одноразового использования;
- увеличение количества упаковки;
- повышение уровня жизни.
Свалками занято около 250 тыс. га земель.
ПРОБЛЕМА МИРОВОГО ОКЕАНА
- океан- колыбель всего живого. Именно в его глубинах зародились первые
органические соединения.
-океан выполняет важную средообразующую функцию
- имеет сырьевое и энергетическое значение.
- промысловое природопользование.
- выполняет транспортную функцию.
Экологическая проблема Мирового океана является его загрязнение:
- промышленными, сельскохозяйственными и городскими отходами- реки
выносят в моря неочищенные стоки, а это сотни миллионов тонн цинка, меди,
различных ядов;
-нефть, от 6 до 10 млн. тонн выливается ежегодно;
-радиоактивные отходы;
- механические отходы;
- биологические отходы.
19
Качественные задачи
1. Почему атомные и тепловые электростанции нельзя размещать вблизи
друг друга.
Ответ: водяной пар, в большом количестве выделяемый АЭС,
Взаимодействует с выбросами в атмосферу тепловых станций, в
результате чего образуются кислотные дожди.
2. Почему ветровые и солнечные электростанции не получили широкого
распространения в нашей энергетике.
Ответ: эти электростанции маломощны и работают нестабильно:
первые зависят от силы ветра, вторые- не «работоспособны» в ночное и
пасмурное время.
3. Присущи ли экологически нежелательные факторы
гидроэлектростанциям.
Ответ: да.
4. В приливных электростанциях (ПЭС) плотина перекрывает вход в
какой-либо залив, и турбина приводится во вращение водой,
поступающей на ее лопасти во время прилива. Как использовать для
ПЭС энергию отлива.
Ответ: нужно ставить две турбины с противоположными
направлениями вращения валов или одну, могущую вращаться в ту и
другую сторону.
5. Электростатические фильтры на ТЭС и других предприятиях для
улавливания твердых частиц из дыма представляют собой
20
металлические трубы с протянутой вдоль их оси проволокой.
Проволока заряжена положительно, а труба отрицательно. Как
действует такой фильтр.
Ответ: частицы дыма несут положительный заряд, поэтому они
движутся под действием электрического поля к внутренней
поверхности трубы, где и оседают.
6. Ядерные реакторы имеют преимущества в экологии над другими реак-
торами. Почему.
Ответ: не потребляют кислорода, не выделяют выхлопных газов.
7. В атмосферу попали в равных количествах атомы радиоактивных
веществ с разными периодами полураспада. Какое из них таит в себе
большую биологическую опасность.
Ответ: для современников опаснее ядра с меньшим периодам, а для
потомков- с большим.
21
Количественные задачи
1. Атомная станция мощностью 500 МВт, работающая на уране 235,
потребляет в сутки 2,3 кг ядерного горючего. Тепловая станция той
же мощности, работающая на каменном угле, потребляет в сутки
2000000 кг.топлива. Определить КПД АЭС и ТЭС. За один акт
деления урана выделяется 200 Мэв энергии. Удельная теплота
сгорания угля 30 МДж-кг.
2. Сколько кубометров газа выделяет в городе, загрязняя среду,
автомобиль-такси, расходуя за день 20 кг бензина. Плотность газа
при температуре 0 С равна 0,002 кг-м.
3. В Крыму работает солнечная электростанция мощностью 3МВт.
Площадь ее солнечных батарей 1200 м. Определите КПД станции.
4. При делении одного ядра
235
92
U на два осколка выделяется 200МэВ
энергии. Какое количество энергии освобождается при сжигании в
ядерном реакторе 1 г изотопа урана? Какое количество каменного
угля необходимо сжечь для получения такого же количества
энергии?
5. Сколько атомов полония распадается за сутки из 10
6
атомов, если
период полураспада равен 138 сут?
6. Определите КПД атомной станции, если её мощность 3,5 · 10
5
кВт,
а суточный расход урана 0,105 кг. Считайте, что при делении одного
ядра урана выделяется 200 МэВ энергии.
22
7. Через сколько времени распадается 60% радиоактивного полония,
если его период полураспада 138 суток?
8. Имеется 4 г радиоактивного элемента. Сколько граммов этого
вещества распадается за 216 суток, если его период полураспада 72
суток?
9. Генератор излучает импульсы сверхвысокой частоты с энергией в
каждом импульсе ω = 6 дж. Частота повторения импульсов f = 500 гц.
Коэффициент полезного действия генератора η = 60%. Сколько литров
воды в час надо прогонять через охлаждающую систему генератора для
того, чтобы вода нагревалась не выше чем на 10
о
К?
10. Теплоэлектростанция расходует 400 г условного топлива на
выработку 1 кВт·ч электрической энергии. Найти к.п.д.
электростанции. Удельная теплота сгорания условного топлива равна
29,4 МДж/кг.
11. При делении одного атома
92
U
235
на два осколка в ядерном реакторе
выделяется около 200 Мэв энергии (1 эв = 1,6 · 10
-19
Дж). Какое
количество энергии выделится при полном делении 1г урана
92
U
235
?
Ответ выразите в джоулях. Число Авогадро равно 6,02 · 10
23
.
12. При делении одного атома
92
U
235
на два осколка выделяется 2 ·
10
8
эв энергии. Сколько энергии в джоулях выделится при делении 1 кг
92
U
235
? Число Авогадро равно 6,02 · 10
23
моль
-1
.
23
24
Что имеем?
(энергетические возможности)
1. древесина 1г. = 0,008 кВт-ч. = 1 лампа горит 1 минуту.
2. уголь 1г. = 0,036 кВт-ч. = 2 лампы по 100Вт светят 1 минуту.
3. уран 235 1г. (распад) = 20000кВт-ч.,1ч. освещает город Осинники.
4. дейтерий 1г. (синтез) =150000кВт-ч.,1ч. освещает город на 500тыс..
5. аннигиляция 1г. = 25000000кВт-ч., 1ч. освещает Францию.
Как наказывают за нарушения Т Б в США на атомных электростанциях
Мелкие нарушения:
а) если не проверяют пропуск (хорошо вас знают)
ШТРАФ 25 тыс. дол..
б) охранник задумался, задремал
ШТРАФ 75 тыс. дол..
в) замечание пожарных на зачете
ШТРАФ 50 тыс. дол..
г) потерял дозиметр
ШТРАФ 25 тыс. дол..
д) уснул оператор
СТАНЦИЮ ОТКЛЮЧАЮТ, ВСЕХ УВОЛЬНЯЮТ, НАБИРАЮТ
НОВЫЙ СОСТАВ.
25
СЕМИНАР « ВСЕ СВЯЗАНО СО ВСЕМ»
Следует проанализировать различные экологические ситуации, выяснить
причинно-следственные связи, предсказать последствия, предложить выход из
этих ситуаций.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ 1.
Бесконтрольное применение минеральных удобрений (азотных и фосфорных)
Приводит к перенасыщению вод органическими соединениями. Это вызывает рост
сине-зеленых водорослей.
Задание: опишите кратко дальнейшее развитие экологической ситуации и
предложите пути ее решения.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ 2.
Человек-часть живой природы Земли. Здоровье человека определяется не
только состоянием окружающей среды, но и образом жизни, питанием. В
магазинах г. Юрги довольно широкий выбор молочных продуктов. В то же время
частные лица в неустановленных местах реализуют молоко в полиэтиленовых
бутылках, используемых вторично.
Задание: опишите кратко дальнейшее развитие ситуации, ее возможные
последствия влияния на здоровье человека.
26
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ 3
В Мировой океан ежегодно поступает около 13-14 млн. тонн нефтепродуктов.
Нефть в водоемы попадает в результате утечки при погрузке танкеров, при авариях
танкеров, сбросе остатков нефтяного груза.
Задание: опишите дальнейшее развитие ситуации при разливе нефти.
27
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ
1. Определение вида местной эрозии почвы и пути ее ликвидации (школьный
двор, дача)
2. Борьба за чистоту воздуха. Источники загрязнения. Система контроля воздуха.
Физико-химические способы уменьшения вредных выбросов.
3. Знакомства с устройством радиометра.
ТЕМЫ СООБШЕНИЙ
1.Явление радиоактивности. Типы радиоактивности. Единицы измерения.
2.Измерение радиоактивности; гамма- съемка местности.
3.Последствия воздействия радиации на организмы человека и животных.
28
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ИССЛЕДОВАНИЯ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ РЕКИ И ЕЕ ПОЛНОВОДНОСТИ
Скорость течения
Это показатель существенно влияет на содержание растворенного кислорода,
углекислого газа и на температуру воды.
ОБОРУДОВАНИЕ:
рулетка;
длинный шнур;
мячик в сетки;
секундомер.
ХОД РАБОТЫ
1. Находясь над центральной частью водоема (например, на мосту),
измерьте с помощью шнура расстояние до поверхности воды (АВ).
2. Киньте в воду привязанный к длинному шнуру легкий плавающий
предмет, мячик.
3. Включите секундомер в момент касания мячом воды. Остановите
секундомер в момент, когда шнур натянется. Измерьте длину натянутого
шнура (АВ).
4. Расстояние (ВС), которое проплыл мяч, рассчитайте, используя теорему
Пифагора.
А .
.
В …………С
путь
Скорость течения реки вычисляется по формуле: скорость= ------
время
29
ПОЛНОВОДНОСТЬ РЕКИ
Полноводность реки- важный фактор, который показывает, в какой мере на
данную реку оказывают воздействие загрязняющие вещества.
Оборудование:
тяжелый предмет- грузило;
шнур длиной сообразно с примерной глубиной реки.
Ход работы
1. Измерьте с помощью грузила на шнуре глубину реки (ГЛ.)
2. Измерьте ширину реки (Ш). Если на реке есть мост, измерение не
составит труда.
3. Рассчитайте значение полноводности реки по формуле:
Р= гл. ш а v а- коэффициент, 0,85.
v- скорость.
30
Данные по мировым ресурсам минерального топлива (в m-эквивалентах
угля), % - указывает долю в общем балансе (16)
Минеральное
топливо.
Извлекаемые
ресурсы (10)
%
Потенциальные
ресурсы.
%
Твердое
29
77
112
89
Жидкое
3,7
9,8
7,4
6,9
Газ
5,0
13,2
6,3
5
Всего
37
100
125
100
Данные наиболее крупных ГЭС на 1982 г.
ГЭС
Страна
Полная
мощность, МВт.
Площадь
водохранилища,
км
Гранд-Кули
США
10830
2130
Красноярская
Россия
6000
2130
Черчил-Фолкс
Канада
5220
6210
Братская
Россия
4510
5426
Гурии – 2
Венесуэла
10060
-
Сан-Симан
Бразилия
2630
-
Волжская им.
Ленина.
Россия
2300
6500
Асуанская
Египет
2100
5250
Кариба
Зимбабве Замбия
1866
5180
31
Состояние ядерной энергетики в мире (1983 г.)
Страны
Действующие
АЭС (число
энергоблоков)
Строящиеся
АЭС.
% к общему
энергопризводству.
Аргентина
2
1
8,8
Бельгия
6
2
45,7
Болгария
4
2
32,3
Великобритания
35
7
17,0
Канада
15
8
12,9
Южная Корея
3
6
18,4
Россия
43
41
8,0
США
80
50
12,7
Тайвань
4
2
36
Финляндия
4
41,5
Франция
36
25
48,3
Япония
28
10
20
32
Тестовое задание.
1. Кем и когда было открыто деление ядер урана?
а) 1938г., О. Ганн, Ф. Штрессман;
б) 1939г., О. Фриш, Л. Майтнер;
в) 1940г., Г.Н.Флеров, И.А Петржак;
г) 1942г., Ферми (США).
2. Кем и когда был объяснен механизм деления ядер урана?
а) 1939г., О. Фриш, Л. Майтнер;
б) 1940г., Г.И. Флеров, А. Петржак;
в) 1942г., Ферми (США);
г) 1946г., И.В. Курчатов.
3. Кем и когда разработана теория цепной реакции деления урана – 235?
а) 1938г., О. Ган, Ф. Штрессман;
б) 1939г., О. Фриш, Л. Майтнер;
в) 1938г., Зельдович, Харитон;
г) 1946г., И. В. Курчатов.
4. Какое ядерное горючее способно делиться под действием медленных
нейтринов?
а) 238U; б) 233U; в) 234U; г) плутоний; д) торий.
92 92 92
5. Чему равна критическая масса урана?
а) 200 г., б) 250 г., в) 50 кг.
6. Какая энергия выделяется при делении ядра урана?
а) 100 МЭВ; б) 1 МЭR; в) 200 МЭВ; г) 2,3 * 104 кВт./ч.
7. Какое вещество используется как теплоноситель в реакторах –
размножителях?
а) вода; б) жидкий натрий; в) кадмий; г) графит; д) бор.
8. Какое вещество используется как замедлитель в реакторах на тепловых
нейтронах?
а) вода; б) жидкий натрий; в) кадмий; г) графит; д) бор.
9. Какой тип реактора вырабатывает больше ядерного топлива, чем
потребляет?
а) урано-графитовый; б) водо-водяной;
в) реактор на быстрых нейтронах.
10. Какие источники загрязнения окружающей среды связаны с работой
АЭС?
а) урановая промышленность;
б) ядерные реакторы разных типов;
в) радиохимическая промышленность;
г) места переработки и захоронения РАО;
д) использование радионуклидов в народном хозяйстве;
е) ядерные взрывы.
33
11. Какой путь вы считаете самым приемлемым для повышения
надежности АЭС и предотвращения радиоактивного заражения
внешней среды?
а) разработка реакторов типа «ПИРУС» (Швеция), способных
автоматически охладить активную зону реактора независимо от воли
оператора;
б) повышение грамотности эксплуатации АЭС, уровня
профессиональной подготовленности операторов АЭС;
в) переход от энергоблоков большой единичной мощности к
модульным конструкциям, в которых мощность каждого агрегата
невелика, и даже в случае аварии ущерб будет невелик;
г) разработка высокоэффективных технологий демонтажа АЭС и
переработки РАО;
д) по предложению академика А.Д. Сахарова, располагать реакторы
глубоко под землей;
е) отказ от строительства и эксплуатации АЭС.
34
Заключение
Важность курса «Энергетика и окружающая среда» заключается в том, что
его можно рассматривать как универсальный курс: в одном случае его
содержание способствует реализации содержания выбранных в соответствии с
профилем предметов, в другом помогает ученикам узнать много полезного и
интересного в плане экологически грамотного потребителя. Ученики войдут в
производственную сферу не только техническими, но и экологически
грамотными личностями, способными решать экологические задачи, защищать
окружающую среду, участвовать в улучшении экологической обстановки того
региона, где им предстоит работать и жить.
Содержание элективного курса позволяет ознакомить обучающихся с
различными видами энергии, дает возможность формирования целостного
представления о проблеме энергетики, возможных путях ее решения.
35
Список литературы для учащихся:
1. Аркуша М.И. Энергетика и окружающая среда / Волгоград: Корифей:
2006
2. Астахов А.С., Диконенко Е.Я. Экологическая безопасность и
эффективность природопользования./Москва . Издательство
Московского государственного горного университета. 2008.
3. Папенова К.В. Экономика природопользования/Издательство
Московского университета. 2006
4. Энциклопедия для детей т. 4 Геология.
5. Энциклопедия для детей т.19 Экология.
6. Журнал GEO №6-№7 статья: Энергия. Альтернативные источники
энергии нейтрализуют угрозу кризиса, нависшего над
человечеством.2008.
7. Журнал GEO ноябрь статья Как подземная энергия влияет на жизнь
людей. 2009.
36
37
Список литературы для учителя:
1.Брейгер Л.М. Предметные недели в школе ХИМИЯ. ФИЗИКА/ Волгоград:
Учитель:2001
2.Вавилина Е. М. Экологическое воспитание в школе/ Волгоград: Учитель:
2006.
3Мансурова С.Е. Следим за окружающей средой нашего города/ М. :
Владос:2001
4.Фадеева Г.А. Неделя экологии в школе / Волгоград: Учитель: 2006
5.Фадеева Г.А. Физика и экология / Волгоград: Учитель: 2007.
6.Норенко И.Г. Экологическое воспитание в школе.(классные
часы,игры,мероприятия)/Волгоград :2007
7.ЧередниченкоИ.П. Экология 6-11 классы(внеклассные мероприятия,
исследовательская деятельность учащихся)/Волгоград:Учитель:2008.
8.Издательский дом Первое сентября . Физика. №12 статья Атомная
энергия-«за» и «против».2004.
9.Издательский дом Первое сентября .Физика.№11 статья Использование и
перспективы энергоэффективных технологий.2006.
10.Высоцкая М.В.Экология (элективные курсы)/Волгоград:Учитель.2007.
10.DVD Казыласов Ю.И. Заповеди учителя .Фильм
38
