Урок та презентація з фізики "Виробництво електричної енергії. Енергозбереження"

Про матеріал

Урок проведений для дітей зі зниженим слухом з метою поглибити знання про способи виробництва і перетворення енергії та закони її збереження; засвоїти механізм втрат енергії під час перетворення з одного виду в інший; ознайомити із основними напрямками енергозбереження; забезпечити розуміння практичних аспектів питань щодо основних напрямків енергозбереження.

Перегляд файлу

Комунальний заклад «Черкаський навчально-реабілітаційний центр «Країна добра Черкаської обласної ради»

Урок з фізики в 12 класі

на тему:

Решетнікова В.А.- вчитель фізики, спеціаліст вищої категорії, старший вчитель

Мета уроку:

Навчальна складова: поглибити знання про способи виробництва і перетворення енергії та закони її збереження; засвоїти механізм втрат енергії під час перетворення з одного виду в інший; ознайомитися із основними напрямками енергозбереження; сприяти формуванню розуміння учнями необхідності бережливого ставлення до використання енергоносіїв та вчитися використовувати енергію повторно; формувати наукові погляди на взаємодію суспільства і природи; поглибити знання про наукову картину світу; формувати розуміння необхідності комплексного підходу до вирішення питання енергозбереження; показати практичну значущість вивченого матеріалу;

Екологічна безпека та сталий розвиток: формувати в учнів соціальну активність, відповідальність та екологічну свідомість, готовність брати участь у вирішенні питань збереження довкілля і розвитку суспільства, збереження довкілля для майбутніх поколінь, забезпечити розуміння практичних аспектів питань щодо основних напрямків енергозбереження, застосовувати знання для ініціатив щодо вирішення питань, пов’язаних з енергетичними ресурсами, вміння аналізувати економічну ситуацію, показати екологічну доцільність в використанні альтернативних джерел енергії.

Розвивальна складова: розвивати лідерські ініціативи, розвивати увагу, логічне та наочно-образне мислення, вміння поєднувати знання з біології, фізики, основ здоров’я, вміння аналізувати науковий матеріал, використовуючи додаткову літературу, Internet;

Виховна складова: виховувати чуйність і людяність, культуру мовлення та письма, бажання добре вчитися, здобувати міцні знання, особисту відповідальність за те, що відбуваються довкола, вчити правильно висловлювати свою думку та відстоювати її, сприяти вихованню активної життєвої позиції, працювати в колективі, почуття власної причетності до загальної справи

Корекційна складова: коригувати вимову, розвивати мовлення учнів із вадами слуху шляхом збагачення словникового запасу спеціальною термінологією.

Технічне обладнання: відеопроектор, інтерактивна дошка, презентація

План-схема уроку

Етапи уроку	Час, хв	Форми і методи діяльності вчителя	Результат діяльності
1. Розминка	3	Зачитування епіграфу уроку	Створення сприятливого психоемоційного клімату.
ІІ. Актуалізація опорних знань	4	Інтерактивна вправа «Візитна картка»	Розвиток пізнавального інтересу. Повторення вивченого
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності	3	Постановка проблемних запитань	Мотивація навчальної діяльності на основі досвіду дітей
IV. Сприймання навчального матеріалу	24	Пояснення вчителя з використанням презинтації	Засвоєння матеріалу
V.Хвилина релаксації	2	Кінезіологічні вправи	Підвищення концентрації уваги, зняття стресу статичної пози.
VI.Узагальнення знань	4	Вправи «Мозковий штурм», «Коло ідей»	Створення правил економії електроенергії
VII. Підсумки уроку	3	Інтерактивна вправа «Мікрофон»	Підбиття підсумків
VIII. Домашнє завдання	2	заповнити таблицю; записати засоби збереження енергії у своєму домі, заповнити анкету

Хто зберігає, той завжди має

Хід уроку

І. Розминка. Вчитель пропонує прочитати епіграф та обговорити. Слайд 1.

ІІ.Актуалізація опорних знань. Вправа «Візитна картка». Дайте ознаку величини «енергія» за таким планом:

Яка це величина?
Що робить?
Скласти речення з даною величиною
Які асоціації викликає величина?

ІІІ. Мотивація навчальної та пізнавальної діяльності. Слайд 2-3.Завдяки сучасним технологіям сьогодні в кожній квартирі є комп'ютер, підключений до мережі Інтернет; відео-дзвінок по скайпу став буденністю; майже кожній сім'ї є автомобіль і, можливо, не один, а на літаку можна дістатися до будь-якої точки планети.

Слайд 4-6. І, звичайно, всі ці блага цивілізації вимагають колосальних витрат енергії, неймовірних ресурсів, використання яких безжально виснажує надра нашої Землі.

Сьогодні у світі дуже гостро постає питання раціонального використання енергоресурсів. Енергія, яка використовується в будинках, виробляється внаслідок спалювання нафти, газу, вугілля. На планеті щороку зменшуються запаси паливних корисних копалин, а їх використання врешті решт приведе до економічної та екологічної кризи. Тому потрібно їх економно використовувати.

ІV. Сприймання навчального матеріалу. Слайд 7. Виникнення, існування і розвиток різних форм життя на Землі залежить від енергетичних джерел, які нам дарує Сонце та які накопичені у надрах нашої планети. Сонячні промені, подолавши 150 млн.км за 8 хвилин, досягають Землі. З уроків біології ви знаєте, що без Сонця життя на Землі припиниться. Усього за 15 хвилин Сонце посилає нам стільки енергії, скільки людство витрачає за рік. Третина цієї енергії відбивається атмосферою, 0,02% використовується рослинами для фотосинтезу, а решта йде на підтримання багатьох природних процесів: зігрівання земної поверхні, океанів, атмосфери, для переміщення повітряних мас, хвиль, океанічних течій, випаровування і кругообіг води. Вся ця енергія, пройшовши через природні процеси, знову випромінюється у космічний простір. Протягом мільйонів років природа досягла загальної теплової рівноваги. Енергія, що поглинається Землею, у 20 тисяч разів перевищує енергоспоживання людства. Печерній людині вистачало близько 1% тієї кількості енергії, якої потребує сучасний мешканець Землі. Енергії не стало більше - вона стала доступнішою.

Метод «Асоціативний кущ». Давайте з вами згадаємо, які ви знаєте способи добування електричної енергії? Слайд 8-9. Найбільшу кількість електроенергії у світі вироблять за допомогою ТЕС, ГЕС, АЕС – це невідновлювальні традиційні способи отримання електричної енергії.

(Методичний коментар. Учні за бажанням отримали випереджувальне завдання і підготували презентацію про відновлювальні та невідновлювальні способи отримання електричної енергії) Слайди 10-16.

На ТЕС енергія, що виділяється під час згоряння палива (вугілля, нафти, природного газу) за допомогою електрогенераторів, що приводяться в обертання паровими і газовими турбінами або двигунами внутрішнього згоряння, перетворюється в електричну енергію. Коефіцієнт корисної дії ТЕС становить 50 %

Під час згоряння палива в теплових двигунах виділяються шкідливі речовини, а також виділяється в атмосферу значна кількість теплоти. Запаси палива на планеті розподілені нерівномірно, і за теперішніх темпів споживання вугілля вистачить на 150-200 років, нафти — на 40-50 років, а газу — приблизно на 60 років.

На сучасних ГЕС механічна енергія води за допомогою турбін передається генераторам, у яких перетворюється в електричну. Будівництво гребель є причиною багатьох проблем: гине риба, замулюються водосховища, змінюється мікроклімат тощо. Коефіцієнт корисної дії ГЕС становить понад 80 %

Атомні електростанції (АЕС) перетворюють ядерну енергію в електричну. Коефіцієнт корисної дії ГЕС становить 30-35 % . Вони використовують незначну кількість палива. В Україні працює 4 АЕС – Запорізька, Хмельницька, Південно-Українська та Рівненська. Аварія на ЧАЕС є доказом того, що безпечних АЕС не існує. Також актуальною є проблема збереження радіоактивних відходів.

Разом з традиційними використовуються і альтернативні джерела енергії. Ці джерела є відновлювальними. Слайд 17-22.

Вітроенергія. В Україні є багато місць, де можна побудувати вітрові електростанції. Найбільш удалими територіями для вітроенергетики вважається затока Азовського моря Сиваш. Сприятливими для вітроенергетики є також райони Донбасу, де швидкість вітру сягає 5 і більше метрів за секунду.

Сонячна енергія. Для використання сонячної енергії існують промислові та експериментальні об’єкти установки в Києві, Криму, Херсоні.

Біоенергетика та геотермальна енергія. Зараз розроблено сучасні технології , які дозволяють отримувати горючі гази з біологічної сировини в результаті хімічної реакції розпаду високомолекулярних сполук на низькомолекулярні за рахунок діяльності особливих бактерій. Біомаса- це відходи сільськогосподарського виробництва. Геотермальна енергетика використовує високі температури глибоко в надрах земної кори для виробництва теплової енергії.

Геотермальні води – необмежене джерело енергії. Всередині Землі міститься набагато більше теплоти, ніж її можна добути за допомогою ядерних реакторів при розщепленні всіх запасів урану і торію. Якщо людство буде використовувати тільки геотермальну енергію, то через 41 млн.р. температура Землі знизиться лише на півградуса.

Невичерпним джерелом може стати ядерна та термоядерна енергія. Запасів урану вистачить на кілька сотень років, а запасів важкого водню-палива для термоядерного синтезу – у Світовому океані вистачить на багато тисячоліть.

Використання природної енергії пов'язане з двома проблемами. Перша — запаси невідновлюваних джерел енергії вичерпуються, тому необхідно її заощаджувати! Друга — сучасні способи виробництва енергії завдають непоправної шкоди довкіллю та людині внаслідок шкідливих викидів. Крім того для спалювання палива потрібна велика кількість кисню(1кг палива ≈ 2-4кг кисню)

Закон збереження енергії говорить, що енергія не може виникати з нічого і не може зникати нікуди. Енергія не зникає, а тільки перетворюється в інші форми, можливо не потрібні для нас або, навіть, шкідливі. Кожен раз, коли енергія перетворюється з однієї форми в іншу, тільки частина її витрачається з користю, а інша частина просто губиться даремно. Ми говоримо про втрати енергії – адже вона переходить у вигляді тепла в навколишнє середовище. Закон збереження енергії забезпечує просте розв’язання проблеми нестачі енергії – бережіть енергію та використовуйте її повторно, перетворюючи на ту форму, яка нам потрібна. Слайд 23.

V/ Хвилинка релаксації. Вправи «Слон», «Енергетизатор»

Із чого виникла проблема економії енергоресурсів – тепла й електричної енергії? Адже зараз добувають так багато нафти, вугілля, газу, побудована велика кількість електростанцій, у тому числі атомних, тобто постійно зростає виробництво енергії. Простота і доступність електроенергії породила у багатьох людей уявлення про невичерпаність енергетичних ресурсів. Слайд 24-25.

Слайд 26. Людство багато років добуває із надр землі мільярди тонн енергоресурсів. Енергія – показник життєвого рівня сучасної людини. І цей показник включає, зокрема, обігрів житла, кондиціювання, приготування їжі, виробництво промислових товарів і продуктів харчування.

Весь час проводяться серйозні дослідження енергетичних запасів, пошук більш ефективних і більш економічних енергоносіїв. В результаті такої роботи вчені дійшли висновку, що існуючих запасів вистачить не набагато років. У майбутньому, можливо, основна частина наших енерговитрат ляже на альтернативні види енергії: енергію Сонця, енергію вітру, підземну (геотермальну) енергію, ядерну тощо. А сьогодні одним із заходів енергозбереження стало введення в нашій країні літнього та зимового часу. У результаті цього заходу всього за один сезон економиться майже 500 тисяч кіловат-годин електроенергії.

Людство має забезпечити себе енергією на майбутнє. Тому піклування про економію енергоресурсів – одна з головних проблем.

Поняття енергозбереження пов’язане не тільки з кількістю, а і з якістю енергії. Відмінну якість має кінетична, потенціальна і електрична енергія. Високу якість має ядерна, хімічна і високотемпературна теплова енергія. Низьку якість має низькотемпературна теплова енергія (нижче 100⁰С). І ось другий енергетичний закон говорить, що високоякісна енергія може перетворюватись на низькоякісну з малими втратами, але зворотне перетворення неможливе.

Слайд 27. Можна виділити три основні напрями енергозбереження:

Корисне використання (утилізація) енергетичних втрат;
Модернізація устаткування з метою зменшення втрат енергії;
Інтенсивне енергозбереження.

Слайд 28-29. Лише 10 % сировини, що видобувається з надр планети, перетворюється на готову продукцію, решта (90 %) — це відходи, які забруднюють і біосферу. Утилізація – це доцільне використання відходів або залишків виробництва для отримання корисної продукції. Теплові відходи промислових підприємств бувають у вигляді гарячої води, пари або відхідних газів. Крім того, можна використати фізичну теплоту тіл. Для кожного типу сировини є відповідна технологія переробки. Для розділення відходів на різні матеріали використовують різні види сепарації, наприклад, для витягання металу — магнітна. Науковці з Нідерландів представили останні розробки в галузі оброблення відходів — поліпшену технологію, яка без попереднього сортування розділяє й очищає всі відходи, які туди надходять, до первісної сировини. Система повністю переробляє всі види відходів (медичні, побутові, технічні) в закритому циклі, без залишку. Сировина повністю очищається від домішок (шкідливих речовин, барвників тощо), пакується та може бути використана вдруге. При цьому система екологічно нейтральна.

Слайд 30. При модернізації виробництва зменшуються втрати енергії у діючому устаткуванні. Наприклад, установка систем автоматичного регулювання процесів горіння, ущільнення вікон і дверей, використання вікон з потрійним склом та ін.

Слайд 31. Інтенсивне енергозбереження передбачає повну реконструкцію устаткування та запровадження нових принципів його роботи. Наприклад, заміна ДВЗ на електродвигуни із живленням від сонячних батарей (електромобілі) що сприяє покращенню екологічної ситуації.

Слайд 32. А що ж можемо зробити ми? Перший закон збереження енергії говорить: не марнуйте енергію. Тобто, використовуйте енергію раціонально:

Використовуйте економні електричні лампочки;
Вимикайте освітлювальні і нагрівальні прилади, коли виходити з кімнати;
Слідкуйте за тим, щоб водопровідні крани та зливні бачки не протікали.

Другий закон збереження енергії радить нам не втрачати якість енергії. Цей закон змушує нас замислитись над питанням: енергію якої якості треба використовувати для виконання того чи іншого завдання?

Для обігрівання приміщень замість електроенергії потрібно використовувати біоенергію і теплову енергію та енергію Сонця;
Для обігрівання будинків використовувати теплові відходи;

Якщо ми хочемо добре жити, потрібно не лише впроваджувати передові технології на виробництві, а й, нарешті, кожному навчитися заощаджувати тепло, світло, газ.

Давайте разом створимо корисні поради щодо енергозбереження.

Вправа «Коло ідей»

1. Виключайте всі електроприлади, які не використовуються, та не

залишайте їх у режимі очікування

2. Протріть електричні лампи від пилу

3. Закривайте штори

4. Не забувайте про природне освітлення

5. Тримайте вікна чистими

6. Кип’ятіть лише стільки води, скільки вам потрібно, та не забувайте

чистити чайник від накипу.

VI. Закріплення вивченого матеріалу. Вправа «Мікрофон»

Домашнє завдання: заповнити таблицю; записати засоби збереження енергії у своєму домі, заповнити анкету.

Типи електростанцій	Принцип роботи	Переваги	Недоліки
Традиційні


Альтернативні

Тест. Чи можеш ти бути міністром енергетики?

Знайдіть відповіді на питання анкети, і перевірте, чи вмієте ви берегти енергію

В нашій хаті	Так	Ні
Ми ведемо облік нашому енергоспоживанню
Ми вимикаємо світло, коли воно не потрібне
Пральна машина повністю заповнена під час прання
Холодильник стоїть у прохолодному місті
Ми не ставимо меблі перед радіатором
Ми почали використовувати енергозберігаючі лампочки
Ми використовуємо місцеве освітлення (настільну лампу, бра)
Ми провітрюємо приміщення швидко та ефективно, всього декілька хвилин
Ми заклеюємо вікна на зиму
Ми затягуємо штори на вікнах на ніч
Ми закриваємо каструлю кришкою, коли варимо їжу
Ми використовуємо раковину для миття посуду
Ми частіше використовуємо душ, ніж ванну
Ми ходимо пішки у Центр, на роботу або користуємось велосипедом
Ми знижуємо температуру у приміщенні, коли виходимо з дому
Ми знижуємо температуру у приміщенні на ніч
Ми не купуємо товари, які можуть використовуватись тільки один раз
Ми не купуємо товари у великих упаковках
Ми ремонтуємо речі, замість того, щоб замінити їх