Дослідницька робота на тему"Енергоефективність й енергозбереження в побуті" Фізика 8кл.і

Дослідницька робота на тему:

«Енергоефективність й  енергозбереження в побуті» 8кл.

         В дослідницькій роботі оцінено заходи з енергозбереження, які можна здійснити для покращення власного побуту, заощадження ресурсів, утеплення приміщень, встановлення приладів обліку, перехід на сучасні енергозберігаючі й альтернативні джерела енергії. Здійснено розрахунок енергоефективності будинку при використанні різних видів палива.            ВСТУП………………………………………………………………………………

1.Екологія,енергія,економіка……………………………………………………

2. Розрахунок споживання енергії в будинку при використанні різних видів палива

1.           Природній газ
2.           Соснові дрова
3.           Дубові дрова
4.           Опалювальні електроприлади
5.           Торф
6.           Кам’яне вугілля

ВИСНОВКИ      ДОДАТОК                                         

                                                                          Вступ

Ми живемо на дні блакитного повітряного оке­ану Землі - її атмосфери. Земля — це наш дім. А який він? Французький географ Елізе Реклю дуже влучно сказав: «Людина створює навко­лишнє середовище за своїм образом і подобою». Тобто ми маємо те навколишнє середовище, яке заслужили.

Небачено активна й здебільшого непродумана діяльність людини, супроводжувана знищенням природних ресурсів і забрудненням навколиш­нього середовища, призвела до того, що нині біосфера планети перебуває в критичному стані, коли до глобальної катастрофи залишилися ліче­ні кроки.

Виникли екологічні проблеми не сьогодні й не вчора. Як свідчать стародавні літописи, ще близь­ко 4 тис. років тому вавілонський цар Хаммураті, а пізніше — китайські й монгольські імператори та європейські монархи вже дбали про збере­ження природи й видавали накази про охорону лісів, трав'яного покриву степів, водних джерел. Українська козацька старшина, незважаючи на надзвичайне багатство нашої природи тих часів, теж уболівала за збереження довкілля й видавала ряд наказів і документів про охорону придніпров­ських лісів і лук, заборону спалювання лісів, бра­коньєрства, хижацького знищення звірів та риби.

Із розвитком цивілізації та науково-технічного прогресу, бурхливим зростанням кількості насе­лення на Землі, обсягів виробництва та його відхо­дів проблеми стосунків між природою та суспіль­ством дедалі загострюються. Страшною дійсністю стали голод, отруєні річки та моря, задушливе шкідливе повітря у великих промислових центрах, знищені ліси, сотні зниклих видів тварин і рослин, загроза кліматичних аномалій, ерозія та майже по­вне виснаження грунтів у аграрних районах.

Екологічна криза грізно нависла над усім сві­том, вона вже «схопила нас за горло». «Екологічна бомба» уповільненої дії, яку ми, всі країни і наро­ди, посилено начиняємо «вибухівкою» із відходів виробничої діяльності, здатна спустошити наш спільний дім — планету Земля, перетворити її на безлюдну пустелю.

Наше покоління практично в усіх куточках планети безсоромно грабує в коморах природи те, що належить дітям і онукам.

1. Екологія, енергія, економіка.

Ліквідація глобальної екологічної кризи на сьо­годні найважливішим завданням людства. Ми — люди початку XXI ст. — цілком не очікувано для себе раптом опинились у подвійній ролі — свідків і винуватців катастрофічних змін у навколишньо­му середовищі. Ми бачимо це, розуміємо, що це дуже серйозно, але чому ж тоді не припиняється цей страшний «марафон», що неминуче приведе людство до загибелі?

Ми неодноразово говорили про те, що осно­вою розвитку людської цивілізації на сьогоднішній день залишається енергетика. Відомо, що левова частка електричної енергії як у світі, так і у нас в Україні виробляється традиційними джерелами: на теплових, гідро- і атомних електростанціях, пе­реваги яких на сьогоднішній день добре відомі... Основою нашої економіки є і тради­ційні види палива: різні сорти вугілля, природний газ, нафта та нафтопродукти. Так що особливих проблем із джерелами енергії нібито й немає...

 Зв’язок між енергією і екологією, можливості економії енергії – це одна зі сторін складної проблеми взаємодії людини і природи.

Здавалося, що буде так завжди –

Зелене листя і блакитне небо,

І чистота джерельної води –

Всього доволі, стільки, скільки треба.

Здавалось людям, що ось так весь час

Земля ділитись щедро буде з ними

Всім тим, що відкладала про запас –

Скарбами невичерпними своїми.

Та час минає, все ясніш стає:

Робити треба висновки належні.

Земля свої багатства віддає,

Вони ж, хоч і великі, не безмежні.

І треба вірні нам шляхи знайти,

Щоб те, що є у людства зберегти.

І тут виникають інші важливі запитання: наскільки ефективно ми використовуємо енер­гію? Чи треба нам її так багато виробляти? Чи можливо організувати процеси життєдіяльнос­ті людини таким чином, щоб, не підвищуючи рівня виробництва енергії (або підвищуючи його не набагато), істотно підвищити ефектив­ність її використання і, таким чином, підвищи­ти рівень розвитку і добробут людства?

Яким би ми хотіли бачити довкілля? 

2. Якщо б нас попросили його описати, ми б, імовірно, згадали такі речі, як чиста вода, чисте повітря, родючий грунт і високопродуктивне сільське господарство, відсутність небезпечних відходів               та незайманий простір із багатим рослинним і              тваринним світом. Але найбільше ми, мабуть, прагнемо, щоб взаємозв'язок людства з довкіллям               був стійким, тобто можна було б з упевненістю дивитися у майбутнє, знаючи, що наведені вище риси не деградують і не зникнуть, а будуть зберігатися,  постійно відновлюючись, і в майбутньому доступність їх, принаймні, не зменшиться.
3.  Розрахунок споживання енергії в будинку при використанні різних видів палива.

Енергетична криза, що спіткала нас, заставила мене задуматись над тим, як ми використовуємо енергію вдома. Хочу здійснити розрахунок споживання енергії в  будинку площею 100м² у якому я проживаю із батьками. Яка  ж кількість теплоти потрібна, щоб нагріти повітря у будинку, площа якого 100м² , висота – 2,8м від 0⁰С до 20⁰С за 0,5години ?

   Густина повітря ρ = 1,29 кг/м³

Питома теплоємність повітря с = 1000Дж/кг·⁰С

Кількість теплоти обчислюємо за формулами:

Q = cm(t₂ – t₁);

m = ρ ·V;       V = S·h;    m = ρ·  S·h;

Q = c · ρ · S· h · (t₂ – t₁);

Q = 1000 · 1,29 · 100 · 2,8 · (20 – 0) = 7224000(Дж)

За 1годину: Q = 7224000 +7224000 = 14448000(Дж)

За 24 години: Q = 14448000 · 24 = 346752000(Дж)

Отже, щоб обігріти будинок за один день потрібно затратити 346752000 Дж

теплоти.

Для індивідуального опалення житлового приміщення можна використовувати різні види палива: природний газ, соснові дрова, дубові дрова, опалювальні електроприлади, торф, кам’яне вугілля і т. д.

2.1.  Природній газ.

Теплота згоряння q = 44 МДж/кг = 44 · 10⁶ Дж/кг;

Густина – ρ = 0,8 кг/м³

Кількість теплоти, яка виділяється при горінні палива визначається за формулою

Q = q · m, де m – маса палива.

Звідси  m = Q / q

m = 346752000 / 44 · 10⁶ = 7,9 (кг)

Обчислимо об’єм за формулою V = m / ρ

V = 7,9 / 0,8 = 9,9( м³) – за один день.

За місяць - 9,9 · 30 = 297( м³)

Вартість спожитого газу за місяць становитиме 297м³ · х грн =  ? грн.

2.2. Соснові дрова.

Теплота згоряння q = 11 МДж/кг = 11 · 10⁶ Дж/кг;

Густина – ρ = 400 кг/м³

Кількість теплоти, яка виділяється при горінні палива визначається за формулою

Q = q · m, де m – маса палива.

Звідси  m = Q / q

m = 346752000 / 11 · 10⁶ = 31,5(кг)

Обчислимо об’єм за формулою V = m / ρ

V = 31,5/ 400 = 0,08( м³) – за один день.

За місяць – 0,08 · 30 = 2,4( м³)

1м³ соснових дров коштує   ? грн.

Вартість спожитого палива за місяць становитиме 2,4м³ ·  х грн. =   ?  грн.

2.3. Дубові дрова.

Теплота згоряння q = 13 МДж/кг = 13 · 10⁶ Дж/кг;

Густина – ρ = 800 кг/м³

Кількість теплоти, яка виділяється при горінні палива визначається за формулою

Q = q · m, де m – маса палива.

Звідси  m = Q / q

m = 346752000 / 13 · 10⁶ = 26,7(кг)

Обчислимо об’єм за формулою V = m / ρ

V = 26,7/ 800 = 0,03( м³) – за один день.

За місяць – 0,03 · 30 = 0,9( м³)

1м³ дубових дров коштує   Х  грн.

Вартість спожитого палива за місяць становитиме 0,9м³ ·  х  грн. =   ? грн. 

2.4. Опалювальні електроприлади.

Q =  346752000 Дж = 346752000 Вт · с

Перетворимо  одиниці вимірювання у кВт · год.

1 кВт · год = 1000 · 3600 Вт · с = 3600000 Вт · с

346752000 / 3600000 = 96,32 кВт · год – за один день

30 · 96,32 кВт · год = 2889,6 кВт · год – за місяць

Вартість спожитої електроенергії, якщо навіть платити по найменшій ціні, становить

2889,6 кВт · год · Х грн =   ? грн

2.5. Торф.

Теплота згоряння q = 14МДж/кг = 14 · 10⁶ Дж/кг;

Кількість теплоти, яка виділяється при горінні палива визначається за формулою

Q = q · m, де m – маса палива.

Звідси  m = Q / q

m = 346752000 / 14 · 10⁶ = 24,8(кг) - за один день

За місяць – 24,8 · 30 = 744(кг)

1т торфового брикету коштує  х  грн.

Вартість спожитого палива за місяць становитиме 0,744 ·   х  грн. = ? грн.

2.6. Кам’яне вугілля

Теплота згоряння q = 27МДж/кг = 27 · 10⁶ Дж/кг;

Кількість теплоти, яка виділяється при горінні палива визначається за формулою

Q = q · m, де m – маса палива.

Звідси  m = Q / q

m = 346752000 / 27· 10⁶ = 12,9(кг)

За місяць – 12,9 · 30 = 387(кг)

1т кам’яного вугілля коштує   х грн.

Вартість спожитого палива за місяць становитиме 0,387 ·  х  грн. = ?  грн.

З наведених обчислень, я можу зробити висновок, що найефективніше опалювати будинок дубовими дровами, торфом, сосновими дровами, кам’яним вугіллям. Найдорожче – природнім газом і опалювальними електричними приладами.

Я задумувалася над тим, чи можемо ми зробити внесок у вирішення проблеми енергозбереження!

Чи можна знизити споживання електроенергії, не знижуючи комфорту?

Енергозбереження – це, насамперед, питання культури та свідомості.

• 79% усієї енергії – на опалювання приміщень.
• 15% - на теплові процеси (нагрівання води, приготування їжі тощо).
• 5% споживає побутова техніка.
• 1% йде на освітлення, радіо та телевізійну техніку.

( Додаток 1, 2, 3)

Крок перший: економія електричної енергії в побуті.

• Максимально використовувати природне освітлення.
• Вимикати світло там, де воно не потрібне.
• Намагатись встановлювати лампу так, щоб забезпечити кращу освітленість від небажаної тіні.
• Використовувати енергозберігаючі лампи необхідної нам потужності.
• Не закривати без необхідності штори вдень.
• Не ставити на підвіконня великі рослини.
• Стежити за чистотою вікон, плафонів, ламп (бруд і пил поглинають 10 – 30% світла).

Крок другий: економія газу.

• Для індивідуального опалення житлових приміщень використовувати сучасні енергозбережувальні газові котли з терморегуляторами. Економія – до 80%.
• Використовувати енергоекономічний посуд – це посуд із нержавіючої сталі з полірованим дном, особливо з шаром міді або алюмінію. Посуд з алюмінію, емальований, з тефлоновим покриттям – найбільш енергоємний.
• Діаметр дна посуду має відповідати діаметру полум’я. Економія - більше 50%.
• Деформоване і забруднене дно посуду призводить до перевитрат газу на 40%.

Енергозбереження – це ще й економія води.

• Кожну добу населення планети споживає 7 – 8 млрд тонн води.
• Для підтримання життєдіяльності людини потрібно 2 – 3л води на добу.
• Витрачаємо 150л, лише 3 – 4% - для пиття і приготування їжі.
• На постачання води до споживача витрачається велика кількість електроенергії (до 70% вартості).
• Одна краплина води, що крапає з крана, призводить до втрати 15000л за рік.

(Додаток 4,5)

Крок третій: економія води.

• Найперше встановити вдома лічильники на воду.
• Коли миємо руки, вмикати воду з невеликим напором.
• Закручувати кран, коли не використовуємо воду.
• Віддавати перевагу душу.
• Обмежувати використання миючих засобів.

Якщо тече вода протягом 3-х хвилин, коли ми чистимо зуби вранці і ввечері, виливається 20л води на день без потреби.

Енергозбереження – це ще й економія тепла.

• З енергії, яку використовує людина у побуті, на опалювання приміщень витрачається 79%.
• Через віконні та дверні отвори – 40 – 50%.
• Через перекриття підвалів та горищ – 20%.
• Через зовнішні стіни – 30  - 40%.

На опалення приміщень витрачається четверта частина палива, що споживається в Україні. З них – 80% у житлових будинках. При цьому втрати тепла становлять понад 30%.

(Додаток 6)

Крок четвертий: економія теплової енергії.

• Утеплення стін.
• Теплоізоляція вікон (до 30% тепла можна заощадити завдяки герметизації щілин між стулкою та рамою вікна).
• Балконні двері та вікна можна замінити на склопакети (скорочують втрати тепла до 50%).
• Встановити теплозахисний екран за батареями ( це дозволить зекономити до 5% тепла).
• Не рідше одного разу на 5 років промивати, продувати та очищувати батареї та трубопроводи від накопичених бруду та іржі.
• Зачиняти вікна. Краще влаштовувати «залпове» провітрювання – відкривати всі вікна на 10 – 15 хвилин. За цей час стіни приміщення не встигають охолонути.
• На ніч закривати штори, які не закривають батареї.
• Використовувати жалюзі (вони допоможуть скоротити втрати тепла на 8 – 15%).

Висновок

 Енергія є основою життя людського суспільства, і його прогресивний розвиток пов'язаний із безпосереднім зростанням енергоспоживання. Це споживання зросло протягом XX ст. більш ніж у 100 разів, при цьому органічного палива було спалено у багато разів більше, ніж за весь попередній час. Які ж перспективи очікують нас у XXI столітті?

Людство все більше усвідомлює свою відповідальність за збереження довкілля, за чистоту нашої планети. Науково-технічний прогрес, підвищення комфортності життя і пов'язане з ним зростання енергоспоживання — об’єктивні речі. Але це не означає, що вони мають досягатися будь-якою ціною. Використання лише традиційних джерел енергії (нафти, газу, ядерного а) руйнує і забруднює землю, водні ресурси й повітря. Разом із тим, понад 1 кВт на кожний квадратний метр постійно забезпечує нам удень світло невичерпного, екологічно бездоганного і загальнодоступного природного світла — Сонця. Досягнення технології вже зараз дають змогу використовувати його для вироблення електроенергії, вартість якої наближається до традиційної. Поряд інтенсивно розвиваються в багатьох країнах також вітроенергетика й енергетика біомаси, які споріднені сонячній. Сьогодні, поза сумнівом, основною економічною проблемою у світі є енергетична криза, Соціально-економічний розвиток кожної країни, зокрема України, залежить від  стану її енергетики.

Отже, існують методи вироблення електроенергії з органічного і ядерного палива (вугілля, нафти, природного газу, урану) і використання відновлювальних джерел енергії (гідравлічної, сонячної, вітрової, припливної, геотермальної та інших). Яким із них віддати перевагу?

Не секрет,  що традицій­ні джерела енергії ще не один рік залишатимуться основними і для нашої енергетики, і для промис­ловості взагалі, і для транспорту. Але сьогодні ми бачимо, скільки є джерел енергії, які на сьогодні вважаються нетрадиційними, хоча переваги їх як з екологічної, так і з економічної точки зору очевид­ні. Зрозуміло, що в нинішніх умовах більше слід використовувати відновлювані джерела енергії: енергію вітру, Сонця, гірських потічків,  енергію морів та океанів, енергію внутрішнього тепла Землі. А скільки таких джерел на сьогоднішній день ще за­лишаються нерозкритими! І життя нас просто при­мусить їх віднайти і повною мірою використати якщо не для себе, то для прийдешніх поколінь.

ДОДАТКИ