Интегрированный урок "Топливо: доводы «за» и «против»" 10 класс

МОУ «Гимназия №22 города Белгорода»

Интегрированный урок

(география, биология, химия, физика)

(10 класс)

Тема: Топливо: доводы «за» и «против»

Руководитель творческой группы, учитель географии –

Федорова Ольга Петровна

Учитель биологии - Гунченко Галина Владимировна

Учитель экологии – Коропова Мария Петровна

Учитель химии – Маматова Тамара Павловна

Учитель физики – Шепелева Людмила Ивановна

Дедкова Виктория Александровна - ученица 10 Г класса

Мусаева Наида Гаджиевна - ученица 10 Г класса

Таранов Алексей Олегович - ученик 10 Г класса

г. Белгород

2008год

Урок 10 класс

Тема: Топливо: доводы «за» и «против»

Цель: 1. Личностно-ориентированная:

помочь учащимся осознать социальную значимость

изучаемого материала о разных видах топлива, в раскрытии

доводов «за» и «против»..

2. Развитие познавательных процессов личности.

Создать условия для:

- применения полученных знаний и умений при изучении

предметов естественнонаучного цикла по предложенной теме;

- установления межпредметных связей;

- развития логического мышления;

- развития смысловой памяти;

- развития умений работать с атласом, текстом учебника,

дополнительной литературой, печатными пособиями,

информацией СМИ, мультимедиа компонентами;

- формирование навыков по созданию мультимедиа

компонентов;

- развития любознательности, стремления к познанию

нового.

Тип урока: Интегрированный

Форма: конференция

Межпредметные связи:

География, 10 класс. «Топливно-энергетический комплекс».

Биология. 10 класс «Происхождение топлива».

Химия. 10 класс «Природные источники углеводородов».

Экология. 10 класс «Экологические проблемы, связанные с добычей

и использованием разных видов топлива».

Физика. 10 класс «Альтернативные источники энергии».

Оборудование:

Топливная карта мира.

Презентация «Топливо: доводы «за» и «против».

Литература:

1. Топливо, смазка, вода. В.М. Гончаров, Л.Г. Мурзин , издат.

«Транспорт» Москва.1966.

2. Энциклопедия для детей: Т.4 (Геология). – Сост.С.Т. Исмаилова. –

М.:Аванта+, 1995.

3. Журнал «Планета Земля». №№ 16 – 17, 2008.

4. Книга для чтения по охране природы: Для учащихся 9 – 10 кл.

сред. шк. / Сост. А.Н.Захлебный. – М.; Просвещение, 1986.

5. Ландшафты Земли слайд-альбом серии «Географическая картина

мира» авторы-составители Душина И.В., Пятунин В.Б., Центр

Планетариум. Москва.2006

6. В.В. Плотников, «Введение в экологическую химию», Москва.

Просвещение.1989.

7. Кравченко И. Глобальные климатические изменения.

Международная жизнь, 2000. №11.

8. Н.А. Кормаков «Опорные конспекты по физике. Атомная физика»

Газета «1сентября. Физика».№8/1999г.

9. Музыкальная композиция Art Of Silence - Green Clouds (DJ

DanceXaos Short)

10. Стихотворение А. Плотникова.

СТРУКТУРА УРОКА.

1. Организационный момент.

2. Вступительное слово учителя.

3. Подготовка к работе на основном этапе.

4. Обобщение, систематизация и углубление знаний.

5. Обсуждение выступлений экспертов.

6. Выводы

7. Проверь себя.

8. Рефлексия.

9. Подведения итогов занятия.

10. Окончание урока.

Ход урока

1. Организационный этап.

Учитель:

(слайд 1)

- Мы приветствуем всех участников конференции, тема которой

Топливо: доводы «за» и «против».

2. Вступительное слово учителя:

- Эпиграфом нашего занятия мы выбрали слова австрийского

поэта Р.Рильке:

… Как мелки с жизнью наши споры,

Как крупно то, что против нас!

(слайд 2-3)

Наш урок посвящен топливу, тому самому топливу, без которого

не было бы современного общества, привычных удобств,

развлечений, современной цивилизации. Жалок был бы человек, не

имеющий в своем распоряжении всевозможных энергетических

источников, помогающих ему жить. Человек без дополнительной

энергии вынужден был бы полагаться только на самого себя, на

свои мускулы.

Вы узнаете о самых различных – привычных и экзотических –

способах получения энергии, перспективах и проблемах,

возникающих при их использовании. Проблемы эти сложны и

неоднозначны: понадобится многолетний труд, который, наверное,

никогда не сможет быть завершен.

На первый взгляд, кажется, легко разрешить эту дилемму. Мы не

всегда задумываемся над тем, насколько актуальна эта проблема.

Поэтому цель нашего сегодняшнего занятия, через предметы

естественнонаучного цикла попытаться доказать, что топливо – это

необходимость для существования человеческого общества и в то

же время влечет за собой проблемы, связанные с добычей и

использованием.

Для достижения цели занятия в ходе работы конференции

необходимо решить такие задачи:

• обобщить, систематизировать и углубить знания по основным

видам топлива;

• закрепить знания о месторождениях, запасах, способах

добычи и переработки топлива;

• подвести учащихся к решению проблемы: Топливо: «за» и

«против».

3. Подготовка к работе на основном этапе.

Учитель

- Уважаемые учащиеся! Сегодня урок пройдет в нетрадиционной

форме – в виде конференции. У нас присутствуют эксперты –

специалисты географ, биолог, химик, эколог, физик

И так, тема нашего занятия - «Топливо: доводы «за» и «против».

Поэтому, прежде всего мы должны ответить на вопрос:

«Что такое топливо? Каковы его виды?»

Топливом называют горючие вещества, способные при сжигании

выделять тепловую энергию, используемую для технических и

хозяйственных целей. Горючих веществ, при сжигании

выделяющих тепло, в природе много. Однако, для того, чтобы то

или иное вещество могло быть топливом, его запасы должны быть

значительными. Кроме того, оно должно сгорать с высоким КПД и

не выделять при этом продуктов сгорания, вредных для людей,

животных и растений. Всем этим требованиям удовлетворяют

лишь вещества органического происхождения. Поэтому в качестве

топлива преимущественно применяются нефтепродукты, уголь,

природные газы, дрова, торф и горючие сланцы.

Топливо может быть в твёрдом, жидком и газообразном

состоянии, а по способу получения оно подразделяется на

естественное и искусственное. Естественным топливом называются

горючие вещества, образовавшиеся в природе и сжигаемые без

предварительной их переработки. Топливо, подвергнутое

предварительной переработке, называется искусственным. При

этом повышается эффективность его использования и получаются

новые виды топлива, которые соответствуют специальным

требования потребителя.

Немного истории.

Еще наши далекие пещерные предки обогревались у костров.

Пламя служило также для освещения и для приготовления пищи.

Огонь поддерживали дровами, и именно они, эти куски дерева,

долгое время были основным видом топлива для человечества.

При помощи дров жители Земли решали многие проблемы:

обогревались, готовили пищу, даже начали плавить металлы

(правда, для этого дрова сначала превращали в древесный уголь).

Дерево играло столь решающую роль в жизни общества, что в

истории остались упоминания о «блуждающих» городах.

Например, столица Эфиопии – Аддис-Абеба – в прошлые времена

постоянно кочевала с места на место по мере того, как жители

вырубали окрестные леса.

Но проходили столетия, людей на планете становилось все

больше, а лесов – все меньше. И в XIX веке Англию – самую

передовую промышленную страну того времени – постиг

топливный кризис. Дров на острове перестало хватать для нужд

населения и промышленности. Нужно было срочно искать им

замену.

Поиски, впрочем, были недолгими. О том, что прекрасно могут

гореть также уголь и нефть, люди знали издавна. Правда, одно дело

знать, а другое – использовать эти знания на практике. Ведь уголь и

нефть надо искать, добывать. Да и топить ими тоже надо уметь.

Скажем, уголь просто от спички, как хворост, не загорится. А

обычные печи для нефти так и вообще не годятся.

Но нужда всему научит. В той же Англии, а затем и в других

странах мира со временем научились топить углем еще лучше, чем

дровами. Конечно, это вовсе не значило, что о дровах тотчас

забыли. Они ведь нужны даже для того, что бы разжечь уголь. А в

тех местах, где лесов было в достатке, дрова по-прежнему широко

использовались. Так, в России начала 20 века дрова давали более

половины всей энергии, уголь - одну четвертую часть, шестую -

нефть.

«Один сумасшедший предлагает освещать Лондон – чем бы вы

думали? Представьте себе – дымом!...» - так писал Вальтер Скотт в

письме одному из своих друзей, не подозревая, что освещение

дымом, а точнее газом, вполне возможно, и вслед за Лондоном

рожки появятся вскоре в Париже, Нью-Йорке, Берлине, Петербурге

и Москве.

В те времена светильный газ получали переработкой каменного

угля. Но уже в начале 20 века поняли, что тот газ, который выходит

из недр Земли, горит не чуть не хуже. Лишнее тому доказательство

– газовые плиты, стоящие во многих домах и по сей день.

В 1910 году, как свидетельствует статистика, большую часть

топлива в мире составлял уже уголь – 65%. За ним шли дрова и на

последнем месте стояла нефть. Ее доля в мировом топливном

балансе составляла всего 3%, а природный газ вообще не

использовался.

Еще через четверть века доля каменного угля снизилась до

половины, в то время как доля нефти в топливном балансе возросла

до 15%. Во многих странах мира начали использовать и природный

газ.

Какие основные виды топлива человек использует в настоящее

время и какие проблемы возникают в связи с этим?

Для ответа на эти вопросы мы предоставляем слово нашим

экспертам – специалистам в области географии, биологии, экологии,

химии, физики.

О происхождении топлива рассказывает эксперт – биолог:

Эксперт – биолог:

(слайды 5 - 8)

- Здравствуйте, уважаемые друзья!

В средние века существовало немало гипотез происхождения

ископаемого угля. Научное исследование состава угля показало, что

он образовался из отмерших остатков растений, накапливающихся в

торфяных болотах. Высшие растения- деревья, кустарники, травы, а

также мхи- дают начало торфу и гумусовым углям, а животные и

низшие растения, отмирая, образуют сапропелевые угли. Наиболее

широко распространены угли гумусовые. Органическое

происхождение угля сегодня считается вполне доказанным.

Древние болота то покрывались пышной растительностью, то

засыпались илом и песком. Многократная смена природных условий

привела к образованию многопластовых угольных бассейнов

(Донецкий -200 пластов, Верхнесилезский – 450 пластов).

Происхождение нефти.

(слайды 9 – 13 )

Происхождение нефти является одной из тайн природы, издавна

волнующих умы учёных. Спор о происхождении нефти относится

к числу «великих геологический споров», к сожалению ещё не

завершенных.

Существует две основные гипотезы:

- органическое происхождение

- неорганическое происхождение.

Концепция органического происхождения нефти опирается, в

частности, на то, что практически все известные скопления нефти и

природного газа находятся в толщах осадочных пород, которые

имеют поры или пронизаны трещинами. Отсюда был сделан вывод:

нефть образуется по мере накопления осадков. Сторонниками этой

теории являются: Г. Потонье, Н.Д.Зелинский, Кобаяси.

По мнению современных сторонников органической гипотезы,

образование нефти происходит следующим образом. Остатки

растений и животных в огромном количестве попадают на дно

морей и озер, где они накапливаются в илах. Затем илы

перекрываются новыми слоями, уплотняются и превращаются в

осадочную породу. При этом органические остатки разлагаются

бактериями. Образуется большое количество метана, углекислый

газ, вода, и немного жидких и твёрдых углеводородов.

Превращение органического вещества в нефть лучше всего

протекает при температуре 100-200 С°, такая температура на

глубине 4-6 км. А глубины с большой температурой считаются

главной зоной газообразования.

По мере погружения и уплотнения, рассеянная нефть вместе с

газом выжимается из илов в залегающие выше пористые породы. В

новой пористой среде она приобретает свойства «настоящей»

нефти. Далее нефть медленно перемещается по порам и трещинам

вверх, где при благоприятных условиях формируется скопления –

залежи нефти и газа.

Спасибо за внимание.

Учитель:

С информацией об основных месторождениях, запасах топлива

в мире выступает эксперт-географ.

Эксперт-географ:

- Добрый день, дорогие друзья!

(слайды 14 -17)

Нефтяная промышленность

имеет особенно большие значения. Нефть была известна человеку

с глубокой древности. О ее применении для освещения, обогрева,

изготовления лекарств упоминали Геродот и Плутарх. В XIX в.

стимулом к росту ее добычи сначала стало изобретением

керосиновой лампы, а затем двигателя внутреннего сгорания. В XX

в. ни один другой вид первичных энергоресурсов не оказал столь

большого влияния на экономическое и социальное развития

человечества, как нефть.

Ныне нефть добывается более чем в 90 стран мира. Между

экономически развитыми и развивающимися странами мировая

добыча (достигшая 3,6 млрд. т) распределяется в пропорции 40:60.

Около 40% ее приходится на страны ОПЕК, а из отдельных

крупных регионов особо выделяется зарубежная Азия – прежде

всего благодаря странам Персидского залива.

Пример. На страны Персидского залива приходится 2\3 мировых

разведанных запасов нефти и около 1\3 ее мировой добычи. Четыре

страны этого региона добывают более 100 млн. т нефти в год

каждая (Саудовская Аравия, Иран, Ирак, ОАЭ, Кувейт).

Остальные же регионы по размерам добычи нефти

распределяются в таком порядке: Латинская и Северная Америка,

СНГ, Африка, зарубежная Европа, Австралия и Океания. Если же

иметь в виду отдельные страны, то в 2003 г. в первую тройку

входили Россия, Саудовская Аравия и США. Это значит, что по

сравнению с 2000г. произошли существенные изменения.

В международную торговлю поступает 40-45% всей добываемой

нефти. В мировом хозяйстве образовался огромный

территориальный разрыв между районами ее добычи и

потребления. Для его преодоления возникли мощные, прежде всего

океанские, грузопотоки – настоящие «нефтяные мосты».

(слайды 18 – 20)

Мировая газовая промышленность

так же получило значительное развитие. Это объясняется тремя

главными причинами: наличием больших разведанных запасов

природного газа, относительной дешевизной его транспортировки,

а также тем, что газ – экологический более «чистое» топливо, чем

уголь и нефть. Вот почему во второй половине XX в. мировая

добыча природного газа выросла более чем в 14 раз, превысив

уровень 2,4 трлн. м. куб.

Еще не так давно почти весь природный газ добывался в странах

Севера, в первую очередь в США и Канаде, в зарубежной Европе и

СНГ. Но в последнее время крупными его производителями стали и

некоторые страны Юга, главным образом в Юго-Восточной и Юго-

Западной Азии, Северной Африке и Латинской Америке.

В мировую торговлю поступают более 25% добываемого

природного газа. Основная его часть экспортируется по

магистральным газопроводам – из России, Туркменистана,

Нидерландов, Канады, Алжира и др. стран. Остальная часть

отправляется на экспорт в сжиженном виде на специальных

танкерах – метановозах. Сжиженный природный газ экспортируют

главным образом развивающиеся страны, что уже привело к

формированию морских «газовых мостов».

Пример. Первым еще 70-х гг. стал экспортировать сжиженный

природный газ в Западную Европу Алжир. Затем начались его

поставки в ОАЭ в Японию. Но в 90-х гг. на первое место вышли

Индонезия и Малайзия, также снабжающие Японию, которая была

и остается его главным импортером.

Судя по прогнозам, добыча и потребление природного газа будут

продолжать расти.

(слайды 21 – 22)

Угольная промышленность,

несмотря на конкуренцию нефтяной и газовой, сохраняет свое

значение, а уровень мировой добычи уже фактически достиг 5

млрд. т. Из отдельных регионов мира особо выделяются

зарубежная Азия, Северная Америка, зарубежная Европа, страны

СНГ, а из отдельных стран – Китай, США, Индия, Австралия,

Россия.

Уголь потребляется преимущественно в тех же странах, где

добывается, но всё же примерно 10% его поступает на мировой

рынок. На экспорте энергетического и коксующегося каменного

угля более всего специализировались Австралия, США, а также

ЮАР, Канада. В результате и в этой отрасли сформировались свои

устойчивые морские «угольные мосты». Россия тоже относится к

числу экспортером каменного угля, но размеры не так велики, как

прежде.

Спасибо за внимание.

Учитель:

С составом основных видов топлива познакомит эксперт –

химик.

Эксперт – химик:

- Я приветствую вас, уважаемые учащиеся!

(слайды 24 – 32)

Нефть (от перс. neft) - горючая маслянистая жидкость со

специфическим запахом, распространенная в осадочной оболочке

Земли и являющаяся важнейшим полезным ископаемым. Сегодня

ни для кого не секрет, что нефть – это основа национальной

экономики, центральная статья доходов государственного бюджета

России и стран ОПЕК.

Добыча нефти.

Нефть залегает в недрах земли на различных глубинах, а в

некоторых местах выходит на поверхность. Добывается нефть из

пласта путём бурения скважин, из которых подаётся на

поверхность земли фонтанным, компрессорным или глубинно-

насосным способом.

(слайды 33 – 36)

Нефть и ее переработка.

Сырая нефть обычно не применяется. Для получения из нефти

технически ценных продуктов её подвергают переработке.

П е р в и ч н а я п е р е р а б о т к а н е ф т и заключается в её

перегонке. Перегонку производят на нефтеперерабатывающих

заводах после отделения попутных газов. При перегонке нефти

получают светлые нефтепродукты: бензин (t кип. 150-200*С),

лигроин (t кип.120-240*С), керосин (t кип.150-300*С), газойль –

соляровое масло (t кип. выше 300*С), а в остатке – вязкую чёрную

жидкость – мазут. Мазут подвергают дальнейшей переработке. Его

перегоняют под уменьшенным давлением (чтобы предупредить

разложение) и выделяют смазочные масла: веретенное, машинное,

цилиндровое и др. Из мазута некоторых сортов нефти выделяют

вазелин и парафин. Остаток мазута после отгонки называют

нефтяным пеком или гудроном.

Продукты перегонки нефти имеют различное применение.

Б е н з и н в больших количествах используется как авиационное и

автомобильное топливо. Он состоит обычно из углеводородов,

содержащих в молекулах в среднем от 5 до 9 атомов углерода.

Л и г р о и н служит топливом для дизельных двигателей, а также

растворителем в лакокрасочной промышленности. Большие

количества его перерабатывают в бензин.

К е р о с и н применяется как горючее для реактивных и

тракторных двигателей, а также для бытовых нужд. Он состоит из

углеводородов, содержащих в молекулах в среднем от 9 до 16

атомов углерода.

С о л я р о в о е м а с л о используется как моторное топливо, а

с м а з о ч н ы е м а с л а – для смазки механизмов.

В а з е л и н используется в медицине. Он состоит из смеси

жидких твёрдых углеводородов.

П а р а ф и н применяется для получения высших карбоновых ют,

для пропитки древесины в производстве спичек и карандашей, для

изготовления свечей, гуталина и т.д. Он состоит из смеси твёрдых

углеводородов.

Г у д р о н – нелетучая тёмная масса, после частичного окисления

применяется для получения асфальта.

М а з у т помимо переработки на смазочные масла и бензин

используется в качестве котельного жидкого топлива.

При в т о р и ч н ы х м е т о д а х п е р е р а б о т к и н е ф т и

происходит изменение структуры углеводородов, входящих в её

состав. Среди этих методов большое значение имеет крекинг

(расщепление) углеводородов нефти, проводимый с целью

повышения выхода бензина.

Т е р м и ч е с к и й к р е к и н г проводится при нагревании

исходного сырья (мазута и др.) при температуре 450-550*С и

давлении 12-7 МПа.

При этом молекулы углеводородов с большим числом атомов

углерода расщепляются на молекулы с меньшим числом атомов как

предельных, так и непредельных углеводородов. Например:

== С

+ С

== С

+ С

Таким способом получают главным образом автомобильный

бензин. Выход его из нефти достигает 70%. Термический крекинг

открыт русским инженером В.Г. Шуховым в 1891г.

К а т а л и т и ч е с к и й к р е к и н г производится в

присутствии катализаторов (обычно алюмосиликатов) при 450*С и

атмосферном давлении. Этим способом получается авиационный

бензин с выходом до 80%. Такому виду крекинга подвергается

преимущественно керосиновая и газойлевая фракции нефти.

(слайды 33 – 36)

Нефтепродукты и их составляющие

Нефтепродукты

Составляющие нефтепродуктов

Топливо

Газ нефтеперегонки, газ нефтяной

попутный, газ природный, бензины,

топливо для воздушно-реактивных

двигателей, газотурбинное топливо,

дизельное и котельное топливо

Нефтяные масла

Смазочные масла и масла специального

назначения

Нефтяные

растворители

Узкие бензиновые и керосиновые

фракции

Осветительные

керосины

Прямогонные керосиновые фракции

Твердые

нефтепродукты

Парафин, церезин, озокерит

Битумы

Прочие

нефтепродукты

Кокс, смазки, технический углерод

(слайды 37 – 43)

Виды газообразного топлива и его преимущества.

Газообразное топливо по своему происхождению делится на

естественное и искусственное. К естественному относятся

природные горючие газы, добываемые из чисто газовых

месторождений, и попутные, выделяемые при добычи нефти.

Искусственное газообразное топливо получают сухой перегонкой

топлива. Газообразное топливо обладает существенными

преимуществами по сравнению с другими видами топлива. Газ –

самый дешёвый вид топлива. Он сгорает при минимальном

коэффициенте избытка воздуха, в результате чего повышается

температура горения. При сжигании газ не даёт твёрдых остатков

(золы и шлаков). Подача газа легко регулируется, что позволяет

полностью автоматизировать процессы горения.

К недостаткам газообразного топлива относится возможность

утечки его из хранилищ и трубопроводов через различные не

плотности, возможность образования взрывчатых смесей при

смешивании с воздухом и опасность отравления газом. Однако,

при строгом соблюдении правил пользования газообразным

топливом эти отрицательные свойства могут быть устранены.

В настоящее время газообразное топливо широко применяется в

промышленности и для коммунально -бытовых нужд, а также на

железнодорожном и автомобильном транспорте.

Природный и попутный

газы

Состав природного газа

2-130-1,00,1-10,2-1,50,5-

0,4

80-97%

азот

други

газы

пентан

бутан

пропа

этан

мета

СН

газ

Применение природного

газа

Бензин

Сжиженные газы, бытовое и

промышленное топливо, освещение

Сырье для производства синтетических

углеводородных продуктов

СЖИЖЕННЫЙ

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

Бытовое и промышленное топливо

Агент для добычи нефти

Сырье для производства синтетических

углеводородных продуктов

Производство газовой сажи

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

(слайды 44 – 46)

Разновидности твёрдого топлива

Твёрдое топливо (угли) образовалось из растительных веществ,

накопленных и отложившихся в отдалённые от нас геологические

периоды.

Эти вещества подвергались глубоким изменениям, проходя

последовательно различные стадии углеобразования. На первой

стадии образовался торф. В дальнейшем происходило уплотнение,

обезвоживание, увеличение в торфе содержания углерода и

превращение его в бурый уголь. В процесс превращения торфа в

уголь и дальнейшие изменения угля называются углефикацией.

Главной особенностью этого процесса является увеличение

содержания углерода. Антрацит – высшая стадия углефикации. В

зависимости от того, насколько глубокие изменения произошли в

твёрдом топливе, оно делится на следующие виды: торф, бурый

уголь, каменный уголь и антрацит.

Способы добычи угля

Уголь в месторождениях встречается в виде пластов разной

толщины или мощности. В каменноугольных бассейнах

(Кузнецком, Карагандинском) пласты достигают мощности 8-15

метров. Буроугольные (Канско-Ачинский) – более 100 метров. Если

месторождение угля выходит на непосредственно на земную

поверхность или залегает близко к ней, то уголь добывают

открытым способом. Если угольные пласты располагаются на

значительной глубине, применяют подземный (шахтный) способ

добычи.

Способы переработки угля

Коксование угля

Нагревание без доступа воздуха до 900 – 1050 С

Продукты:

кокс

коксовый газ

каменноугольная смола.

Спасибо за внимание.

Учитель:

- А что скажут эксперты – экологи?

- Здравствуйте, гимназисты!

Я предлагаю информацию, связанную с экологическими

проблемами в области топлива.

(слайды 48 – 50)

Открытый способ добычи угля.

В процессе разработки угольных месторождений человек наносит

огромный вред природе. Происходит отчуждение больших

земельных территорий, занимаемых шахтами, угольными

разрезами и отвалами горных пород. Ненужные породы ссыпают и

создают искусственные горы под которыми навсегда гибнут

плодородные почвы. При перевозке и переработке угля

загрязняются почва, воздух и вода. В отвалах карьеров и шахт-

терриконах , скопилось более 20 млрд. куб м пород. Сверху на них

часто оказываются такие горные породы на которых ничего не

может расти. Отвалы выглядят в течение многих десятилетий

безжизненными язвами на лике Земли. Вода стекающая с этих

искусственных гор, бывает очень ядовита. Попадая в реки она

приводит к гибели водных растений и животных. В них не

встретишь ни рака, ни рыбы, ни другой живности. А если и

встретишь, то лучше всего держаться от них подальше: эти

мутанты с печальными глазами не только не годятся в пищу- порой

даже прикасаться к ним опасно.

Экологические проблемы при сжигании угля.

При сжигании угля на электростанциях и в котельных выделяется в

атмосферу большое количество дыма, гари, а также вредных газов:

углекислого газа и серного ангидрида. Эти вещества способствуют

образованию смога, парникового эффекта и выпадению кислотных

дождей.

(слайды 51 – 53)

Экологические проблемы при добыче нефти.

На месторождениях постоянно горят и другие факелы –

рукотворные пожары. Несовершенная технология добычи нефти

предусматривает сжигание ценнейшего сырья- попутного газа. А

ведь в нем много этана, гелия, серы и других нужных

промышленности веществ. И вот днем и ночью горят эти огни-

символ людской бесхозяйственности и расточительности.

Экологические проблемы при транспортировке нефти.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее

распространенными загрязняющими веществами в Мировом

океане. .Большая часть нефти попадает туда в результате аварий

или природных катастроф, от двигателей внутреннего сгорания и

промышленных предприятий, утечек нефти при транспортировке

по нефтепроводу а также поступают в моря по рекам с бытовыми

и ливневыми стоками. Попадая в морскую среду, нефть сначала

растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности.

Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность

проникновения в воду света, что приводит к гибели водорослей.

Нефтяная пленка препятствует проникновению кислорода в

воду.

(слайды 54 – 59)

Экологические катастрофы.

Во время выбросов нефти в море особенно страдают птицы,

поскольку нефть пропитывает перья, лишая их как

водоотталкивающих, так и теплоизоляционных свойств. Птицы

оказываются не способными ни плавать, ни поддерживать

нужную температуру тела. Когда птицы пытаются выбраться из

нефти, она облепляет их с ног до головы, лишая возможности

видеть и отравляя весь организм.

Пожары на нефтяных месторождениях.

К несчастью на нефтяных месторождениях нередко случаются

пожары. Если загорелась струя бьющей из недр нефти, то такой

пожар может длиться несколько лет. Потушить его очень трудно.

Такой пожар настоящая катастрофа. От густого ядовитого дыма

задыхаются люди, тучи пепла черным ковром покрывают все

вокруг. Жара стоит такая, что зимой на нескольких сотнях метров

вокруг нет снега, а кое-где начинают цвести цветы.

Нефть и загрязнение воздуха.

Выхлопные газы автомобилей и других установок, работающих

на жидком топливе, содержат ядовитые соединения – окись

углерода, продукты неполного сгорания углеводородов, оксидов

азота, свинец. Некоторые из них под действием солнечного света

образуют соединения, вызывающие смог, который висит над

многими городами. Оксиды азота при взаимодействии с

капельками воды приводят к выпадению кислотных дождей,

загрязняющих водоемы и ведущих к гибели лесов и парниковому

эффекту.

 Глобальное потепление (парниковый эффект) – ежегодное

увеличение средней температуры на Земле на доли градуса.

 Причина парникового эффекта - увеличение содержания

углекислого газа в воздухе.

Вред от кислотных дождей:

 Уничтожают и повреждают леса.

 Губительны для различных живых организмов.

 Разрушают памятники природы и другие сооружения.

 Смог – загрязнение воздуха в виде слабозаметной дымки,

пелены или тумана.

 В настоящее время смог обычен во всех крупных

промышленных городах в безветренную погоду.

 Наиболее часто встречается в городах расположенных в

низинах: Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Ереван, Новокузнецк.

Наш дом - планета Земля - это всего лишь маленький голубой

кораблик, летящий в суровом и недоброжелательном космосе.

Ю.А. Гагарин записал в своем дневнике: „Облетев Землю в

корабле-спутнике, я увидел, как прекрасна наша планета- Люди,

будем хранить и преумножать эту красоту, а не разрушать ее!".

От каждого из нас зависит судьба живой и неживой природы.

Проблема охраны окружающей среды должна стать

государственной проблемой в каждой стране. Рациональное

использование ресурсов биосферы, минеральных ресурсов

Земли, бережное отношение к природе - единственно возможный

путь спасения живой среды и самого человечества.

(слайд 60…Океан седой гремит набатно)

( на фоне музыкальной композицииArt Of Silence - Green Clouds (DJ

DanceXaos Short) ученик читает стихотворение)

А. Плотников

… Океан седой гремит набатно,

Он таит обиду в глубине

Черные раскачивая пятна

На крутой разгневанной волне.

Стали люди сильными, как боги

И судьба Земли у них в руках.

Но темнеют страшные ожоги

У земного шара на боках.

Мы давно «освоили» планету.

Широко шагает новый век.

На Земле уж белых пятен нету.

Черные

Сотрешь ли, человек?

Спасибо.

Учитель:

- Завершают работу нашей конференции физик – эксперт.

Физик – эксперт:

- Добрый день уважаемые друзья!

(слайд 61)

В середине 20 в. люди начали понимать, что быстрое развитие

промышленного производства и сопровождающий его

быстрый рост спроса на энергию приведут в обозримом

будущем к исчерпанию мировых запасов природных

органических топлив. Во многих странах мира вследствие

этого начали ускоренно осуществлять программы развития

атомной энергетики для получения электрической энергии с

помощью атомных реакторов. Истощение запасов

органических топлив, рост спроса на электроэнергию и

загрязнение окружающей среды, сопровождающее сжигание

таких топлив, позволяют ожидать, что с течением времени

вклад атомной энергетики будет возрастать.

(слайд 62)

На АЭС происходит превращение ядерной энергии в

тепловую, а затем в электрическую. Тепловая энергия

выделяется в реакторе, где происходит управляемая ядерная

реакция распада уранового топлива.

Ядерное горючее уран-235, уран 238, плутоний 239.

Первая АЭС в СССР была запущена 27 июля 1954г.

(слайд 62)

Преимущества АЭС.

• Ядерные реакторы не потребляют кислород и органическое

топливо;

• Отсутствует загрязнение среды золой и другими вредными

для человека продуктами сгорания органического топлива;

• Биосфера надёжно защищена от радиоактивного воздействия

при нормальном режиме эксплуатации АЭС.

(слайд 63)

Недостатки АЭС.

• Проблема захоронения радиоактивных отходов и демонтажа

отслуживших срок реакторов;

• Радиоактивное загрязнение при аварийных выбросах;

• Опасность экологических катастроф (апрель 1986г.,

Чернобыльская АЭС).

Мировая общественность встревожена авариями на атомных

электростанциях и проблемой захоронения радиоактивных

отходов. Следовательно, основным источником энергии,

призванным заменить современные атомные электростанции,

использующие цепную ядерную реакцию должны стать

электростанции, использующие управляемую реакцию

термоядерного синтеза.

(слайд 64)

Термоядерный синтез.

Это слияние легких ядер. Необходимые условия для синтеза ядер

гелия из протонов имеются в недрах Солнца и других звёзд. В

центре Солнца достигается температура в 13 млн градусов. В

состав Солнца и многих звёзд входит 80% водорода и 20% гелия.

Синтез гелия из лёгкого изотопа водорода происходит при

температуре около 10

К, а для синтеза гелия из тяжёлых изотопов

водорода – дейтерия и трития – требуется нагревание примерно до

5· 10

К. При синтезе из дейтерия и трития 1г гелия выделяется

энергия 4,2·10

Дж. Такая энергия выделяется при сжигании 10т

бензина.

(слайд 65)

Управляемый синтез - Токамак-10.

Управляемую термоядерную реакцию синтеза гелия из

тяжёлых изотопов водорода путём нагревания предполагается

осуществить путём пропускания электрического тока через

плазму. Для удержания нагретой плазмы от соприкосновения

со стенками камеры используется магнитное поле.

На экспериментальной установке Токамак-10 (Ток - КАмера-

МАгнит) удалось нагреть плазму до температуры 13 млн градусов.

(слайд 68)

Альтернативные источники. В настоящее время ведутся

исследования возможностей более широкого использования

других природных источников энергии: геотермальные,

ветровые, солнечные, приливные.

(слайд 69)

Геотермальные электростанции.

Геотермальные электростанции используют тепло, поступающее

из глубинных слоёв Земли. Оно нагревает воду до кипения и

превращает её в пар, который вращает турбины электрогенераторов

(например: Паужетская геотермальная электростанция - Россия).

(слайд 70)

Энергия ветра.

С незапамятных времён энергия ветра служила людям. Древние

греки считали, что легендарный Прометей научил людей не только

пользоваться огнём, но и оснастил корабли парусами.

Десятки тысяч ветряных мельниц издавна исправно мололи

зерно, пилили брёвна, откачивали воду…

(слайд 71)

Ветроэлектростанции.

Энергия ветра заставляет вращаться множество огромных

ветряных двигателей, которые образуют целые ветряные

энергохозяйства.

(слайд 72 - 73)

Использование ветра.

В 1931 году в Севастополе была сооружена

ветроэлектростанция мощностью 100 киловатт, ветровое колесо

которой имело диаметр 30 метров. До 1942 года она исправно

поставляла электроэнергию городу.

В 1941-1945 годах в американском штате Вермон работала

самая мощная в то время ветроэнергетическая установка

мощностью 1250 киловатт, снабжавшая электроэнергией 200

квартир. Её огромные восьмитонные лопасти имели размах более

50 метров.

(слайд 74)

Недостатки:

• гигантские размеры ветроколёс;

• шумовое загрязнение территории;

• гибель большого числа птиц;

• непостоянство выработки энергии;

• вывод из оборота земельных угодий и др.

(слайд 75)

Солнечные батареи.

Первая солнечная батарея была создана в 1953 году.

15 мая 1958 года третий искусственный спутник Земли был

оснащён солнечной батареей.

А теперь на любом космическом аппарате размещены целые

солнечные электростанции.

(слайд 76)

Использование солнечных батарей.

В Каракумах для сварки конструкций фермы применили

разработанный туркменскими специалистами аппарат,

использующий энергию солнца. Вместо того, чтобы привозить

с собой громоздкие баллоны с сжатым газом, сварщики

использовали небольшой аккуратный чемоданчик, куда

помещалась солнечная батарея. Рождённый солнечными

лучами постоянный электрический ток используется для

химического разложения воды на водород и кислород,

которые подаются в горелку газосварочного аппарата.

В американском штате Аризона создана самая крупная

солнечная электростанция мощностью около 300 киловатт.

Солнечную энергию в электричество превращает солнечная

батарея, состоящая из 7 200 солнечных элементов.

В том же штате действует одна из крупных в мире

ирригационных систем, насосы которой используют энергию

солнца, преобразованную в электричество фотоэлементами.

В Нигерии, Мали и Сенегале тоже действуют солнечные

насосы, которые поднимают пресную воду, необходимую в этих

пустынных местностях, из огромного подземного моря,

расположенного под песками.

(слайд 77)

Недостатки:

• непостоянная выработка энергии;

• низкий процент выработки энергии;

• необходимы большие площади под установку зеркал и

батарей;

• дорогостоящие сверхчистые материалы, применяемые в

современных фотоэлементах;

• возможны изменения в тепловом и радиационном балансах.

(слайд 78)

Приливные электростанции. .

Энергию приливов и отливов заставляют работать, перегораживая

плотинами устья рек и давая возможность воде проходить через

турбины генераторов то в одну сторону, то в другую (например:

Кислогубская ПЭС – Россия).

(слайд 79)

Недостатки ПЭС:

1)необходимость строительства длинных линий электропередач

приводит к электромагнитному загрязнению территории;

2)строительство плотин в заливах может привести:

✓ к вторжению морской воды в пресные прибрежные колодцы;

✓ к затоплению прибрежных территорий;

✓ к усилению береговой эрозии;

✓ к размыванию песчаных отмелей и заполнению песком

судоходных русел из- за увеличения амплитуды приливов;

✓ к изменению видового разнообразия прибрежных сообществ;

✓ к изменению температуры водных масс, к усилению их

перемешивания;

✓ к возникновению более мощных туманов и морских ветров.

(слайд 81)

Трудности использования альтернативных источников:

• дороговизна установок,

• непостоянная выработка энергии, специфика местности,

низкий процент выработки энергии и т.п.

(слайд 82 - 83)

Пути решения проблем.

Наиболее рациональный путь - комбинированное использование

источников энергии.

При выборе типа электростанций необходима оценка, как

природных условий, так и предвидение последствий их

воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

Учитель

Заслушав сообщения экспертов – специалистов по предметам

естественнонаучного цикла, мы переходим к обсуждению

заявленной темы.

(Идет обсуждение, на основании которого делается вывод по

проблеме: Топливо: доводы «за» и «против» ).

Учитель:

На основании высказанных мнений участниками конференции был

сделан вывод:

(слайд 84)

«ЗА»:

1. Добыча и использование топлива – это жизненная

необходимость.

2. Топливо – это исчерпаемые природные ресурсы, поэтому

необходимо их рациональное использование и поиск новых,

альтернативных, экологически чистых источников энергии.

3. Повышать эффективность имеющихся мощностей,

разрабатывать более совершенные технологические установки

и способы добычи топлива.

«ПРОТИВ»:

1. При открытом способе добычи угля изымаются из

севооборота земельные площади.

2. При транспортировке жидкого топлива иногда нарушаются

целые экологические системы.

3. Недостатком газообразного топлива является возможность

утечки его из хранилищ и газопроводов, образование

взрывчатых смесей при смешивании с воздухом и

опасность отравления.

4. Они способны накапливаться и оказывать губительное

действие на живые организмы в течение длительного

времени.

Ведущий:

Для подведения итогов, предлагаем вам принять участие в

интерактивной игре.

(Отдельная презентация. Интерактивная игра «Как ты

усвоил тему «Топливо»?)

1. Основные направления переработки природного газа:

А. Топливо, источник энергии.

Б. Получение парафинов.

В. Химическое сырье для получения полимеров.

Г. Получение органических растворителей.

2. Какие группы углеводородов входят в состав природного газа?

А. Метан, этен, бутен, бензол.

Б. Метан, пропан, гексан, декан.

В. Этан, бутан, гексан, гептан.

Г. Метан, этан, пропан, бутан, пентан.

3. Какое государство занимает первое место по добыче газа?

А. Саудовская Аравия

Б. Россия

В. Индонезия

Г. Алжир

4. Что такое нефть?

А. Горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом.

Б. Бесцветная маслянистая жидкость

В. Смесь газообразных углеводородов.

Г. Жидкость со специфическим запахом.

5. Какие источники энергии являются исчерпаемыми?

А. Нефть , природный газ, ветер

Б. Приливы, уголь, дрова.

В. Нефть, уголь, природный газ.

Г, Солнечная энергия, нефть, уголь.

6. Накопление какого газа в воздухе способствует «парниковому

эффекту»?

А. Углекислого газа.

Б. Природного газа.

В. Кислорода.

Г. Озона.

7. Каким видом топлива чаще всего загрязняется Мировой

океан?

А. Углем.

Б. Природным газом.

В. Нефтью.

Г. Попутным нефтяным газом.

8. Какое топливо можно добывать открытым способом?

А. Природный газ.

Б. Уголь.

В. Нефть.

Г. Попутный нефтяной газ.

9. Какое ископаемое топливо образовалось из отмерших

природных древесных остатков?

А. Природный газ.

Б. Нефть.

В. Уголь.

Г. Попутный нефтяной газ.

10. Какая страна является членом ОПЕК?

А. Россия

Б. Египет

В. Ангола

Г. США

11. Какие страны добывают более 100 млн. т нефти в год

каждая?

А. Саудовская Аравия, Иран, Ирак.

Б. Россия, Египет, Оман.

В. ОАЭ, Кувейт, Россия

Г. Оман, Иран, Ирак.

12. Какие источники энергии являются нетрадиционными?

А. Солнца, ветра, угля, нефти.

Б. Солнца, ветра, приливов.

В. Приливов, геотермальные, торфа.

Г.Угля, нефти, торфа.

13. Какой газ является главным источником загрязнения

атмосферы?

А. Азот.

Б. Серный газ.

В. Метан.

Г. Углекислый газ.

14. Какое государство является лидером по добыче угля?

А. США.

Б. Китай.

В. Россия.

Г. Индия.

15. Какой способ добычи угля нарушает экологическое

равновесие в природе?

А. Шахтный.

Б. Карьерный.

В. Оба ответа неверны.

Г. Оба ответа верны.

Учитель:

- Молодцы, вы показали хорошее усвоение темы сегодняшнего

занятия.

8. Рефлексия.

Учитель:

- Уважаемые гимназисты! Перед каждым из вас лежит три

листочка разных цветов. Красный листок означает тревогу за

состояние окружающей среды в связи с использованием

современных видов топлива, желтый - вам все равно, зеленый –

вы спокойны.

(Гимназисты голосуют)

- Спасибо. Как и следовало ожидать, вы обеспокоены за состояние

окружающей среды в связи с использованием современных видов

топлива.

- Молодое поколение! За вами будущее нашей цивилизации!

9. Подведения итогов занятия.

Учитель:

- В работе конференции все учащиеся приняли самое активное

участие, класс получает отличные оценки.

10. Окончание урока.

Учитель:

- Спасибо за работу на уроке. До свидания.

Скачать материал

Интегрированный урок "Топливо: доводы «за» и «против»" 10 класс

География - еще материалы к урокам:

Предметы

Похожие материалы