Лабораторно-практична робота. “ Прості енергетичні рішення проти змін клімату ”

Про матеріал

З'ясувати причини, наслідки глобального потепління клімату, зпрогнозувати його стан в майбутньому, запропонувати шляхи розв'язання даної проблеми. розглянути та проаналізувати традиційні та альтернативні джерела енергії; ознайомитися з їхніми характеристиками.

Розвивати уміння учнів користуватися різними джерелами інформації; порівнювати, аналізувати, робити висновки; висловлювати свою думку.

Виховувати дбайливе ставлення до навколишнього середовища; виховувати справжніх патріотів своєї землі, формувати екологічну культуру учнівської молоді

Перегляд файлу

Лабораторно-практична робота.

Тема. “ Прості енергетичні рішення проти змін клімату ”.

Мета: Навчальна :. з'ясувати причини, наслідки глобального потепління клімату, зпрогнозувати його стан в майбутньому, запропонувати шляхи розв'язання даної проблеми. розглянути та проаналізувати традиційні та альтернативні джерела енергії; ознайомитися з їхніми характеристиками.

Розвивальна: розвивати уміння учнів користуватися різними джерелами інформації; порівнювати, аналізувати, робити висновки; висловлювати свою думку.

Виховна: виховувати дбайливе ставлення до навколишнього середовища; виховувати справжніх патріотів своєї землі, формувати екологічну культуру учнівської молоді

Обладнання: матеріали періодичної преси, малюнки, ілюстрації, плакати, пов'язані із змінами клімату на Землі, комп'ютер, таблиці «Традиційні джерела енергії», «Альтернативні джерела енергії».

План заняття

І. Організаційний момент.

ІІ. Установчо-мотиваційний етап

1. Психологічна вправа «Сім кроків до себе»

1. Я – куля Божого задуму для народження нового життя…

2. Я – біла хмара дощу для запліднення ниви поривань душі…

3. Я – випалена пустка…

4. Я – таємний потік настроїв…

5. Я – центр Усесвіту, з мене починається світ…

6. Я – струна, яка…

7. Я – життя!

III. Заповнити таблицю.

Завдання 1. Вивчення традиційних джерел енергії.

Джерело	На скільки років вистачить, якщо не скоротити темпи споживан-ня	Для чого і як використовується	Які проблеми викликає
Вугілля	Від 118 років	Спалюється для отримання теплової та електроенергії енергії	При спалюванні виділяється діоксид вуглецю (СО₂), що посилює парниковий ефект і спричиняє зміни клімату, діоксид сірки (з водою у повітрі утворює кислоту), оксиди азоту, попіл, сажа, ртуть. При видобутку шахтним методом гинуть люди, при цьому в довкілля виділяється газ метан, що є чинником парникового ефекту. Наземний видобуток руйнує ландшафти. Відходи видобутку, переробки і спалювання (золошлами) забруднюють велетенські території.
Газ	59 – 63 роки	Спалюється для отримання теплової та електроенергії енергії	Спалювання газу відносно нешкідливе для довкілля. Однак у разі витоків у довкілля потрапляє метан, який за парниковим ефектом у 33 рази перевищує СО₂
Нафта	41 – 46 років	Переробляється на пальне та мастила, широко використовується у хімічній промисловості (виробництво штучного каучуку, пластмас, миючих засобів)	Аварії на підприємствах з видобутку, транспортування та переробки нафти спричиняють катастрофічне забруднення довкілля, в процесі переробки утворюється чимало шкідливих речовин.
Енергія великої води	Відновлювана	Джерело електроенергії	Для спорудження великих гідроелектростанцій затоплюються великі території, тобто знищуються поля, культурні пам’ятки, цілі популяції тварин та ареали поширення росли. Часто влітку можна спостерігати процес так званого «цвітіння води», яке призводить до мору риби через зменшення концентрації розчиненого у воді кисню. До того ж «квітучу» воду значно складніше очистити до стану питної.
Радіоактивне (ядерне) паливо	100+ років	Джерело електроенергії	Видобуток та збагачення сировини (уран, плутоній) спричиняє забруднення довкілля радіоактивними елементами. Досі немає безпечної технології знищення відходів атомної промисловості. У разі аварії радіоактивне забруднення спричиняє численні хвороби людей і на сотні років робить території непридатними для життя
Деревина	Відновлювана, але дуже повільно	Спалюється для отримання теплової енергії	Вирубування дерев спричинює зміни клімату. При спалюванні виділяється велика кількість СО₂, що посилює парниковий ефект і спричиняє зміни клімату.
Торф	Відновлювана, але дуже повільно	Спалюється для отримання теплової енергії.Використовується для удобрення орних земель	Торфовища є природним джерелом парникового газу метану. Під час посух торфовища загораються і погасити їх ще складніше, ніж ліси. При горінні торфу виділяється велика кількість СО₂, що посилює парниковий ефект і спричиняє зміни клімату.

Завдання 2. Вивчення альтернативних джерел енергії.

Джерело	Вид	Для чого і як використовується
Енергія Сонця	Відновлюва-на	Для отримання електроенергії використовуються фотовольтні системи (сонячні панелі). Для отримання тепла та обігріву житла за допомогою сонячних колекторів.
Енергія вітру	Відновлюва-на	Для отримання електроенергії використовуються вітрові турбіни. Вітрові електростанції.
Енергія потоку води	Відновлюва-на	Використовується на малих гідроелектростанціях для отримання електроенергії.
Геотермальна енергія	Відновлюва-на	Використовується геотермальне тепло Землі із свердловин для обігріву приміщень.
Енергія водню (Н+)	Відновлюва-на	Для отримання електроенергії і тепла.
Енергія біомаси	Відновлюва-на	Для отримання електроенергії, тепла, біогазу. Бойлерні.
Енергія припливів та відпливів	Відновлюва-на	Для отримання електроенергії. Промислові електростанції

В чому недоліки використання традиційних джерел енергії? То чому ж майбутнє за альтернативними джерелами?

Висновок. Порівняйте традиційні та альтернативні джерела енергії. Що спільного та відмінного між ними?

IV. Проаналізувати наслідки зміни клімату.

Прогноз	Очікувані наслідки
+ 2,4	Коралові рифи практично зникають через підвищення температури води Світового океану. У Північній Америці пилові бурі завдають великих збитків сільському господарству. По мірі того, як незворотного тане льодовиковий покрив Гренландії, прискорюється підняття рівня Світового океану, затоплюючи заселені коралові острови та низинні дельти. Зникнення льодовиків в Перуанських Андах залишає без питної води 10 млн. людей. У глобальному масштабі вимирання загрожує третині всього живого на планеті.
+ 3,4	Тропічні ліси зникають через катастрофічні пожежі. Вся Південна Америка вкрита димом та попелом. Після того, як дим розвіється, центральна Бразилія перетвориться у пустелю. Величезні кількості карбону оксиду додатково викидаються в атмосферу, що ще більше посилює глобальне потепління. Полярна шапка протягом літніх місяців повністю зникає, залишаючи північний полюс без льоду вперше за останні 3 млн. років. Полярні ведмеді, моржі, нерпа – зникають. В звязку з таненням снігового покриву в горах мільйони людей залишаються без питної води. Пустеля Калахарі поширюється на всю південну Африку. Десятки мільйонів людей мігрують в інші місцевості та країни, що призводить до заворушень, соціальних та економічних проблем.
+ 4,4	Зникнення льодовиків в горах та танення криги в полярних районах примушує десятки мільйонів людей емігрувати, особливо в Бангладеш, дельтах річок Нілу та Нігер, Шанхаї. Швидке зростання температур в Арктиці призводить до танення вічної мерзлоти в тундрі і Сибіру, шо супроводжується вивільненням великих кількостей метану та СО₂. Як наслідок, глобальні температури продовжують швидко зростати. Суховії та посухи роблять більшу територію субтропіків непридатною для проживання, великомасштабне мігрування поширюється, навіть на Європу, де пустелі охоплюють південну Іспанію, Італію та Грецію. Більше половини диких видів зникає внаслідок найбільшого вимирання від епохи динозаврів. Ведення сільського господарства в Австралії стає неможливим.
+ 5,4	Зникає льодовикове покриття на заході Антарктики. Рівень світового океану підвищується на 5 м. Якщо ці температури збережуться, то на планеті зовсім зникне лід і рівень моря буде на 70 см вище, ніж сьогодні. Внаслідок зникнення льодовиків у Гімалаях, висихання річки Інд гинуть народи південної Азії, тоді як мільйонам людей у східній Індії і Бангладеш загрожують катастрофічні повені. Супер-Ель Ніно викликають глобальний погодний хаос. Більшість людей шукають порятунку від високих температур в навколо полярних зонах. Десятки мільйонів біженців прагнуть досягти Скандинавії та Британських островів. Світовий ринок продуктів зникає.
+ 6,4	Більшість видів на планеті вимирає. Підвишення температури Світового океану призводить до вивільнення з океанічного дна метану, що посилює потепління. Океани втрачають кисень і застоюються, виділяючи отруйний сульфід водню, який руйнує озоновий шар. Пустелі поширюються майже до Арктики. Планетою гуляють гіпербурі небаченої жорстокості та сили. Вони викликають шторми, які руйнують все на своєму шляху на суші. Людство зменшується до розмірів невеликих груп, яким вдається чудом виживати в приполярних зонах. З підвищенням температури більше, ніж коли-небудь за останні 400 млн. років більшість життя на планеті гине.

V. Доповіді учнів: «Прості енергетичні рішення проти змін клімату».

Учень1. Парниковий ефект виникає через викиди в атмосферу чадного газу (СО₂), вуглекислого газу, вуглеводнів, які накопичуються в наслідок згорання горючих корисних копалин та інших виробничих процесів. Який же механізм утворення? Сонце нагріває Землю, яка віддає тепло в атмосферу, але у вигляді довгохвильового випромінювання, яке не розсіюється, а поглинається молекулами газів поглинає 18% тепла, що віддається, при цьому виникає інтенсивний тепловий рух молекул і підвищення температури. Азот, кисень, водяна пара не поглинають тепло, а розсіюють його. Концентрація щороку зростає на 0,8 - 1,5 мг/кг. Якщо вміст зросте в повітрі вдвічі, то середньорічна температура підвищиться на 3 - 5°С, що викличе глобальне потепління клімату, і через 120 років можна очікувати масове танення льодовиків Антарктиди, підвищення рівня світового океану, затоплення прибережної території та ін.

Учень 2. У 1997р прийнято Кіотський протокол. Індустріальні країни взяли на себе зобов’язання зменшити викиди в атмосферу вуглекислого газу до 2012р. на 5,2% .В Кіотському протоколі не брали участь США, а на Китай та Індію цей протокол не накладав обов ’язки , як на країни , що розвиваються . Але зараз І місце щодо викидів в атмосферу займає Китай – 24% , США – 21% , ЄС -12% , Індія - 6% ,Росія - 6% . До 2012р. багаті країни повинні виділити 10 млрд. доларів на боротьбу зі змінами клімату ,але цього недостатньо ( необхідно 1% світового ВПП ).

На жаль, в грудні 2009р. в Копенгагені на зустрічі по “ посткіото ” не вдалося підписати договір про обмеження промислових викидів в атмосферу .

Учень 3. Якщо розвивати інноваційні технології, то це покращить оточуюче середовище. Так, Данія є світовим лідером в області “ чистих технологій ” і “ зеленого розвитку ”. Вітряні турбіни забезпечують 20% енергетичних потреб, а до 2015р. цей показник планується довести до 50% - 75% .

До 2025р. в Копенгагені викиди СО ₂будуть зведені до нуля за рахунок не тільки вітроустановок , а й електромобілів , сонячних батарей .

Учень 4. В 40 рр. 20 ст. США, Великобританія, Швеція, щоб зекономити дефіцитний нафтопродукт, заставили заливати в баки машин суміш з 35% спирту і 65% бензину . В 1984 р. в США існувало 160 заводів по виробництву біодизелю (дизельне паливо із рапсової , соєвої, кукурудзяної олії) , пізніше багато цих заводів закрилось . Зараз час про них згадати. Біопаливо екологічно відносно чисте. Адже при його спалюванні в атмосферу викидається не більше вуглекислоти , ніж спожили рослини , з яких воно було вироблено . Екологи називають це “ нульовою емісією СО ₂ “ . З тони жита отримують 375 л спирту , з 1 т кукурудзи – 410 л , з 1 т проса – 510 л . За рік великий біозавод виробляє 1 млрд. л спирту (цього вистачить на 700 000 автомобілів ) .В Канаді , Іспанії , ПАР почали будівництво заводів по виробництву біодизелю з водоростей .

Учень 5. Ідея використання біогазу подобається екологам, бо дозволяє утилізувати метан, що більшою частиною уходить в атмосферу . Другим важливим парниковим газом є метан .Від однієї корови можна отримати 2,5 м ³ біогазу за добу (це вистачить легковому автомобілю для 30 км пробігу). Таку ж продуктивність мають 5 телят, 8 свиней, 300 курей.

Учень 6. Щоб зменшити сонячну радіацію, вчений П.Крутцен запропонував випустити в атмосферу сульфати (наслідки можна порівняти з потужними виверженнями вулканів) .

Учень 7. Людство споживає багато електроенергії , але існують способи її економії. Якщо ви користуєтесь електроплитою, то необхідно використовувати посуд з діаметрами, що рівний діаметру комфорки. Дно посуду повинно бути рівним. Виключати комфорки до того, як їжа буде готова. Необхідно використовувати енергозберігаючі лампи з індивідуальними світлорегуляторами. Холодильники встановлювати подалі від нагрівальних приладів, відстань холодильника до стіни у 5 – 10 см, а пряме сонячне проміння не повинно потрапляти на нього. Якщо хочете зекономити на роботі побутових приладів, то купуйте їх класу А. Якщо змінюється електронапруга, то необхідно придбати стабілізатор.

Учень 8. Кожна людина повинна боротися зі змінами клімату: вимикати за собою світло, побутову техніку, комп ’ ютер. Необхідно зменшити споживання вугілля, перейти на природний газ, використовувати альтернативні джерела енергії: енергію сонця, вітру, припливів і відпливів, тепло земних надр, біогаз, біопаливо, ядерну енергію. Державам доплачувати та надавати субсидії тим компаніям, які виробляють енергію на основі альтернативних джерел, які переходять на “ зелену енергію ”. ЗМІ роз ’ яснювати, рекламувати звичайним споживачам про ефективність “ зеленої продукції ”.