Конспект уроку з фізики у 8 класі з теми "Теплоенергетика. Способи збереження енергетичних ресурсів"

Урок у 8 класі

 

           Тема:ТЕПЛОЕНЕРГЕТИКА. СПОСОБИ ЗБЕРЕЖЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ.   

 Мета. Ознайомити з роллю теплоенергетики в житті людини, напрямки розв’язання проблеми майбутнього «енергетичного голоду», сучасними енергозберігаючими технологіями, впливом теплоенергетики на природу.

 Очікувані результати: знаннєвий компонент:учні оперують поняттями: теплоенергетика, технології енергозбереження; діяльнісний компонент: учні розв’язують задачі економічного змісту, застосовують на практиці знання з хімії, географії, математики; ціннісний компонент: учні оцінюють на якісному рівні результати застосування знань з теми «Теплові явища» в реальних життєвих ситуаціях.

 Ключові компетентності, що формуються на уроці: основні компетентності у природничих науках і технологіях(розуміти та пояснювати фізичний зміст явищ та процесів); математична (уміти сприймати та відтворювати фізичну інформацію щодо опису явищ, процесів і законів природи у формі математичних рівнянь та співвідношень);соціальна та громадянська компетентності (формування відповідального ставлення до стану оточуючого середовища, громадянської позиції щодо енергозбереження); екологічна грамотність і здорове життя (причинно-наслідкові зв’язки між природними явищами, діяльністю людей і станом довкілля)

 Тип уроку. Урок засвоєння нових знань.

 Обладнання: плакати «Раціонально і економко використовуйте газ!», «По­казники домашнього тепла», таблиця «Питома теплота згоряння палива» (на партах учнів), калькулятор.

                                                                                             

План уроку

 

 І. Мотивація навчальної діяльності, актуалізація опорних знань.

 1.  Організаційний момент.

 2. Активізація навчальної діяльності учнів.

 II. Повідомлення теми і мети уро­ку.

 III. Засвоєння учнями нового на­вчального матеріалу.

 1.  Бесіда вчителя з використанням здобутих раніше знань.

 2.  Підсумок учителя про наслідки забруднення атмосфери Землі та ме­тоди їх усунення.

 IV. Практичне засвоєння учнями нового матеріалу. Розв'язування задач економічного змісту.

 V. Роботи з уточненням.

 1.  Усвідомлення необхідності еко­номити газ.

 2. Самостійне формулювання учня­ми правил збереження природного газу.

 VI. Підсумок уроку.

 1.  Слово вчителя.

 2. Оцінювання праці учнів на уроці.

 VII. Домашнє завдання.

 

Хід уроку

 

 І. На попередніх уроках ми озна­йомилися з процесом горіння палива, прошу подумати і дати відповіді на такі запитання:

 1.  Що таке горіння?

 (Це особливий тип хімічної реакції окислення, яка супроводжується інтен­сивним виділенням теплової енергії.)

 2.  З якою метою люди найчастіше споживають саме цю енергію?

 (Для приготування їжі, обігрівання житла, на виробництві.)

ІІ.  Мета сьогоднішнього уроку — докладніше з'ясувати механізм горін­ня палива, дати екологічну й еконо­мічну оцінку використання природно­го органічного палива.

 ІІІ.   Тепловий ефект процесу горін­ня пояснюється виділенням енергії під час утворення нової молекули. У ре­зультаті взаємодії природного газу, що на 90 % складається з метану (СН₄), з  молекулами кисню (О₂) утворюються молекули ,оксиду карбону (IV) СО₂ і води Н₂О, а також виділяється певна кількість енергії. Наприклад, для пов­ного згоряння 1 м³ природного газу потрібно 2 м³ кисню або 10м³ повітря. Крім оксидів карбону до складу про­дуктів згоряння входять сполуки сірки, азоту та інших хімічних елементів.

 — Давайте пригадаємо з уроків гео­графії, що таке атмосфера.

 (Це повітряна оболонка Землі.)

 Потрапляючи в атмосферу, хімічні елементи змінюють її склад і негатив­но впливають на природні процеси. Близько 80 % усіх видів забруднення біосфери зумовлені енергетичними про­цесами, до яких належать добування, переробка й використання палива.

 Запитання до класу:

 1. Які екологічні проблеми, що ви­никають у наш час, пов'язані з дани­ми явищами? Можливо, ви чули про них чи стикалися в повсякденному житті?

 (Діти з допомогою вчителя роблять висновки.)

 а) Кислотні дощі. Причиною підви­щення  кислотності  атмосферних опадів є спалювання вугілля. Це вста­новив у середині минулого століття англійський хімік Р.Сміт. Кислота ут­ворюється в результаті розчинення оксидів сірки й азоту, які потрапля­ють в атмосферу внаслідок згоряння палива на ТЕС та в двигунах авто­мобілів.

 б)  Потепління на Землі. Це пояс­нюється тим, що забруднена оксидом вуглецю атмосфера інтенсивно погли­нає енергію Сонця.

Запитання до класу: «Які з відомих органічних палив використовуються найширше?»

 (Кам'яне вугілля, нафтопродукти, природний газ.)

 2.  Що називається питомою теп­лотою згоряння?

 (Це фізична величина що показує, яка кількість теплоти утворюється під час повного згоряння 1 кг палива.)

 3.  Чому дорівнює питома теплота згоряння вугілля?

 (30-10'Дж/кг.)

 (Можна скористатися таблицею «Питома теплота згоряння палива».)

 4.  Що це означає?

 (За повного згоряння 1 кг кам 'яно-го вугілля утворюється ЗО • 10⁶ Дж , енергії.)

 5.  Чому дорівнює питома теплота згоряння нафти?

 (44-10⁶   Дж/кг.)

 6.  Яка питома теплота згоряння природного газу?

 (44-10 Дж/кг.)

 1. Користуючись наведеними при­кладами, визначте, яке паливо має найбільшу теплотворну здатність?

 (Природний газ.)

 Зазначені види палива нерівнозначні в екологічному відношенні. Найбільша кількість забруднюючих ре­човин виділяється під час згоряння ву­гілля і нафтопродуктів. Якщо рівень забруднення атмосферного повітря під час згоряння кам'яного вугілля при­йняти за 100 %, то спалювання мазуту знизить цей рівень до 60 %, а природ­ного газу — до 20 %. Запишемо ці чис­ла в таблиці.

 

                                                                                                                               Та 6л и ця

 

 

Вид палива	Рівень  забруднення атмосфери, %
Кам’яне вугілля	100
Мазут	60
Природний газ	20

 

 

 

Учні на основі даних таблиці 1 роблять висновок.

Найдоцільніше  в тепловій енергетиці та опалювальних  системах використовувати природний газ

  В Україні природний газ є основ­ним видом палива, і недаремно за оцінками спеціалістів зарубіжних країн, повітряний басейн нашої краї­ни є одним із найчистіших. Стан по­вітря і очищення його від шкідливих домішок необхідно постійно контро­лювати. Зменшення викидів шкідли­вих речовин в атмосферу можна до­сягти за рахунок раціонального спа­лювання палива. Якщо в топку котла подавати мінімальну кількість кисню, необхідного для горіння, і одночасно повертати частину диму, то кількість оксиду азоту, який викидається в атмосферу, значно зменшується. Ця ідея реалізована в новій конструкції газомазутних котлів. Використання но­вого обладнання на ТЕС зменшує ви­киди в атмосферу як оксидів азоту, так і частинок сажі.

 IV. Завдання для класу. Розв'яже­мо задачу, яка допоможе знайти інші способи збереження палива в побуті.

 Задача 1. Які кількості теплоти потрібні для того, щоб закип'ятити склянку води (200 г) і повний чайник (З л)?

 Задача 2. Скільки газу потрібно спа­лити для цього в першому і другому випадках?

Цю задачу один з учнів розв'язує на дошці.

 

 

Висновок учителя. Аналізуючи знайдені результати, звертаємо увагу учнів на те, що не завжди кожний із них економно витрачає паливо. Якщо, збираючись до школи, нагріваємо пов­ний чайник, а використовуємо лише частину, то деяка кількість палива вит­рачається марно. Пропонуємо довес­ти правильність цього твердження.

 Задача 3. Підрахувати марні витрати природного газу за допомогою знай­дених результатів.

 

      

m = m'- m' ,

m  = 0,0229 кг - 0,0015 кг = 0,0214 кг.

Відповідь: m = 0,0214 кг.

 Логічна вправа. Якщо маємо неви­правдані втрати, то якою могла би бути економія?

(Готуючи мінімальну кількість окро­пу, можна зекономити 0,0214 кг при­родного газу.)

V. Для усвідомлення потреби щодо запобігання втратам палива, розглядає­мо з учнями плакат «Показники до­машньої теплоти», вивішений на класній дошці.

 Природний газ — цінне паливо і сировина для хімічної промисловості. За допомогою 1 м³ газу можна:

 — спекти 20 кг хліба; ,

 — приготувати сніданок, обід і ве­черю для сім'ї з 4-х осіб;

 —  опалювати квартиру середньої площі протягом 6 год;

 — нагріти 100 л води від 0 до 100 С .

 Самостійне формулювання учнями правил збереження природного газу.

 1. Утеплювати вікна і двері в осінньо-зимовий період.

 2. Підтримувати необхідний темпера­турний режим (18С) в житлових будин­ках і комунально-побутових об'єктах.

 3.  Використовувати газ лише за допомогою приладів, установлених відповідно до проекту.

 4.  Не допускати тривалої роботи газових конфорок.

 5. Не нагрівати і не кип'ятити воду в кількості, більшій ніж необхідно.

 6. Використовувати для нагрівання води і приготування страви посуд мінімального об'єму. Розташовувати його над центром конфорки.

 7. Закривати посуд покришками під час приготування страви. Це зеконо­мить 15 % газу.

 8. Закривати щільно дверцята пра­цюючої жарової шафи.

 9.  Регулювати газ до мінімального розміру факела після закипання води. За наявності газових конфорок різної потужності, велику конфорку викори­стовувати лише за необхідності.

10.  Не використовувати газові пли­ти для опалення приміщень у холодні дні — це не тільки нераціонально, а й небезпечно для життя (може призвести до отруєння газом чи продуктами його згоряння).

 11.  Після приготу­вання страви виклю­чати  газову плиту. Вчасно очищати стіл газової плити, конфор­ки і посуд від забруд­нення.

 12.  Запобігати утворенню осаду на стінках чайника. Тривале кипін­ня води збільшує відкладання осаду на стінках чайника.         

  13.  Берегти тепло в квартирах! Не включа­ти без потреби опалю­вальні прилади.

 14.  Не перегрівати  воду в проточних газових водонагрівачах.

 Це не лише зекономить газ, а й подовжить термін роботи газового приладу. Необхідно економко використову­вати гарячу воду.

 15.  Прати білизну в оптимальній кількості гарячої води.                

 16. Не заповнювати ванну гарячою водою в кількості, більшій ніж потрібно.

 17. Економне вико­ристання газу підвищує надійність газопоста­чання і економить ваші гроші.

 VI. Підсумок уроку. Дорогі діти! Через кілька років ви закінчите шко­лу, і перед вами постане питання: ким бути?

Я сподіваюся, що сьогоднішній урок ста­не для вас першим кроком у пізнанні такої прекрасної професії як еколог, інженер по енергозбереженню, менеджмент в енергетиці. Без екологічних знань не можливе майбутнє планети Земля. Лише разом ми можемо врятувати довкілля, зможемо підтримувати чистоту нашої природи.

VI. Оцінювання роботи учнів на уроці.

VII. Домашнє завдання : В.Г. Бар’яхтар, С.О. Довгий Фізика. 8 кл ., §15впр.15 (4) Підготувати доповіді, реферати з даної теми.