Конспект урока по физике на тему "Тепловые двигатели"

«ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

Плакаты: «Раньше природа устрашала человека, а теперь человек устрашает природу».                             

                                                                                             Жак Ива Кусто

- 1 т бензина, сгорая, выделяет 500-800 кг вредных веществ;

- в атмосферу ежегодно выбрасывается 5 млрд СО₂;

- в состав выхлопных газов входит 1200 компонентов, в том числе диоксид углерода, оксид углерода (СО, СО₂), оксид азота (NO₂), сажа и пр.

ПЛАН УРОКА:

1.     Виды транспорта.

2.     Тепловые двигатели и их значение.

3.     Влияние транспорта на окружающую среду. Парниковый эффект.

4.     Практическая работа «У светофора».

5.     Пути решения экологических проблем.

ЦЕЛИ

Обучающая:

1.     Обобщение знаний учащихся о тепловых и других двигателях и раскрытие сущности связанных с ними экологических проблем.

2.     Формирование у детей ответственного отношения к окружающей среде.

3.     Формирование практических и исследовательских умений.

4.     Установление связи между теоретическими знаниями и практической деятельностью человека.

Развивающая:

1.     Развитие познавательной деятельности учащихся.

Воспитательная:

1.  Воспитание бережного отношения к природе.

2.     Воспитание личности, готовой к практической деятельности, к защите и улучшению окружающей среды.

          Развитие энергетики является одной из важнейших предпосылок научно-технического прогресса. Мощный расцвет промышленности и транспорта в XIX веке

был связан с изобретением и усовершенствованием тепловых двигателей:

 

  которые используются в следующих современных видах транспорта.

Вид двигателя	Вид транспорта
Карбюраторный, дизельный	Автомобильный
Дизельный, электрический	Железнодорожный
ДВС, паровая турбина	Водный
Поршневой, реактивный, турбореактивный	Воздушный

Автомобили на сегодняшний день в России – главная причина загрязнения воздуха в городах.

Выбросы от автомобилей в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне 60-90 см от поверхности земли. Мир транспорта разнообразен, но «сердцем» подавляющего большинства транспортных средств служит тепловой двигатель. Повсеместное использование тепловых двигателей пагубно воздействует на окружающую среду.

Во-первых, при сжигании топлива используется О₂ из атмосферы, вследствие чего содержание О₂ в воздухе постепенно уменьшается.

Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу СО. Дальнейшее увеличение концентрации СО₂ в атмосфере может привести к повышению ее температуры (парниковый эффект).

В-третьих, при сжигании угля и нефти, атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья.

Рассмотрим действия этих факторов в отдельности.

 Слово представляется Зубову Никите, который совместно с товарищами, к сегодняшнему дню провели работу по оценке и вычислению токсичных продуктов от работы транспорта.

         Мы хотим вас ознакомить с полученными данными исследовательской работы по оценке и вычислению токсичных продуктов легкового, грузового и общественного автобуса – видов транспорта в разное время суток.

Местами наших исследований выбраны автотрасса и перекресток – светофор.

В ходе работы мы определили число машин прошедших по автотрассе в течение 10 мин и число машин, останавливающихся у светофора, за это время.

Затем определили количество переключений: торможение, набор скорости, холостой ход.

Состав выхлопных газов (г/мин)

№	Компоненты выхлопных газов	Бензиновый двигатель
1	СО	0,036
2	СО2	0,217
3	NO2	0,002
4	Сажа	0,04

Заполнили таблицу и на основе данных выхлопных газов рассчитали массу токсичных продуктов от работы транспорта.

Марки машин	t, мин.	n		k	m CO	m CO2	m NO2	m сажа	М
		всего	из них у светофора						всего	из них у светофора
Легковые	10	62	29	87	3,04	18,9	0,17	3,48	1,58	64,3
Грузовые	10	7	5	15	0,52	3,25	0,03	0,6	3.09	30,1
Автобус	10	13	9	27	0,95	5,86	0,05	1,08	1,03	19,2

Сделаем вывод: Особенно много канцерогенных веществ выделяется у светофора, т.е во время разгона, торможения, а также при работе двигателей на холостом ходе.

В среднем поверхность Земли передаёт атмосфере количество энергии, равное тому, которое она поглощает. Средняя глобальная температура у поверхности Земли составляет около 15⁰С. Именно такая температура необходима для поддержания на Земле теплового равновесия.

СО₂  является одним из главных виновников «парникового эффекта», потому, что другие известные «парниковые газы» (а их около сорока) определяют лишь примерно половину глобального потепления. Подобно  тому, как в парнике стеклянная крыша и стены пропускают солнечную радиацию, но не дают уходить теплу, так и углекислый газ вместе с другими «парниковыми газами» практически прозрачны для солнечных лучей, но задерживают длинноволновое тепловое излучение Земли, не дают ему уходить в космос.

При этом часть его уходит в космическое пространство, а часть возвращается обратно на Землю и поступает вновь в атмосферу. В результате температура приземного слоя воздуха повышается.

         Во второй половине ХХ века в атмосфере резко увеличилось содержание парниковых газов за счёт:

-сжигания ископаемого топлива;

- массового сведения лесов.

Отрицательные последствия:

- повышается уровень Мирового океана в результате таяния материковых и горных ледников,

-резко увеличивается процесс опустынивания, меняется климат в Сибири и Скандинавии,

- вследствие таяния ледников и перераспределения водных масс от полюсов к низким широтам скорость вращения Земли будет замедляться на незначительную величину. Тем немее, это должно вызвать изменение её формы. Уменьшится сплюснутость Земли. В связи с этим могут усилиться вулканическая активность и землетрясения.

Озоновый слой образовался на Земле, по современным данным, 570-400 млн. лет назад.

Растительный и животный  мир на нашей планете начал своё развитие лишь после образования охранного озонового слоя О₃, который надёжно укрыл Землю от опасного ультрафиолетового солнечного излучения.

Основная масса озона находится на высоте от 10 до 50 км, а его максимум - на высоте 20-25 км.

Почему так важно поглощение озоном жесткого ультрафиолетового излучения (УФ)?

Даже при небольшом повышении дозы УФ у человека появляются ожоги на коже, а также болезней глаза, приводящих к слепоте, связано с ростом интенсивности УФ - радиации.

Несмотря на малую концентрацию О₃, он поглощает 99% ультрафиолетового солнечного излучения Солнца. Вот почему так важно не допускать изменения этого слоя, а между тем изменение идёт очень активно.

Разрушают О₃:

- оксиды азота, образующиеся при полётах сверхзвуковых самолётов на большой высоте, ракет (при работе двигателей содержащиеся в воздухе азот и кислород при температуре сгорания топлива образуют оксиды азота):

- фтористые и хлористые соединения, которые широко применяются в холодильниках, кондиционерах, машинах. Эти соединения поднимаются вверх, разрушают озон. Сами же распадаются десятилетиями.

         Не только знаменитая «озоновая дыра» над Антарктидой показывает неравномерное распределение озонового слоя над Землёй, количество озона уменьшается везде. 6-9 тыс. человек ежегодно заболевают раком от ультрафиолетового излучения.

Повышение кислотности окружающей среды является ещё одной экологической проблемой. Термин «кислотные дожди» существует уже более 100 лет; его впервые использовал британский исследователь Роберт Ангус Смит в 1882 году, когда он опубликовал книгу «Воздух и дождь: начало химической климатологии». Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается около 200 млн. тонн твердых частиц (пыль, сажа и др.), 200млн тонн сернистого газа (SO₂), 700 млн. тонн оксида углерода (II), 150 млн. тонн оксидов азота, что в сумме составляет более 1 млрд. тонн вредных веществ.

         Кислотность выражается показателем рН. В нейтральной среде рН=7, всё меньше 7 показывает наличие кислотности. Даже в девственном лесу дождь уже обладает кислотностью, так как вода впитывает углекислый газ из атмосферы. В загрязнение атмосферы основной «вклад» вносят антропогенные источники:

- массовое сведение леса;

- сжигание большого количества топлива;

- выхлопные газы транспорта;

-промышленные выбросы

и т.д.

Кислотные дожди (или, более правильно, кислотные осадки, так как выпадение вредных веществ может происходить как в виде дождя, так и в виде снега, града) наносят значительный экологический, экономический и эстетический ущерб:

- ухудшается состояние почвы;

-снижается урожай;

- гибнет растительность, уничтожается жизнь в водоёмах;

-ускоряется процесс коррозии металлических конструкций;

- разрушаются памятники архитектуры

АНКЕТА

1.             Выберите варианты, которые отвечают вашим взглядам:

а) нечего ждать милостей от природы, взять их у неё – наша задача;

б) природа - не храм, а мастерская, и человек в ней – работник;

в) не будем, однако, обольщаться победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из таких побед даёт нам те последствия, на которые мы рассчитываем, но затем идут непредвиденные последствия, которые часто уничтожают значение первых.

2.     Распределите капиталовложения в различные сферы деятельности человека в % к общему итогу

№	Вид капитальных вложений	Капитальные вложения, %
1. 2. 3. 4. 5. 6.	Охрана окружающей среды Производство предметов потребления Жилищное строительство, торговля, бытовое обслуживание Наука, культура, образование, спорт Оборонная промышленность Металлургия, машиностроение
	ИТОГО	100

3.     Что по - вашему перетянет в ближайшем будущем?

?                        ?

 

Пп

ПРОГРЕСС                                     ЭКОЛОГИЯ

От личного участия каждого из нас в охране, защите и улучшении  окружающей среды зависит наше будущее и будущее наших детей, внуков и правнуков.

Природа была вдохновителем искусства, источником творения во все времена существования человечества. Красота природы вызывает у человека положительные эмоции, воспитывает вкус, чувства. Человек, читавший произведения М. Пришвина, «Не стреляйте белых лебедей» Б. Васильева, «Белый Бим Черное ухо» Г. Троепольского, уже никогда не сможет бездумно и равнодушно относиться к окружающему его миру живой природы. В народном творчестве живут поэтические образы, заимствованные из природы и ставшие символом добра и красоты, смелости и благородства: ясный сокол, берёзонька белая, могучий дуб и т.д.

«Красота спасёт мир»,- писал Ф.Ь. Достоевский.

 «Человек – часть природы, и отсутствие в природе духовного человека, представляющего как бы «самосознание» Вселенной, лишает смысла существования не только человека, но и всё сущее…Такую обезглавленную природу не будет смысла охранять», - так оценивает место в природе человека Д.С. Лихачев

         В разных ситуациях мы вспоминаем замечательные слова Б.Окуджава, в том числе и при решении экологических проблем:

Возьмемся за руки, друзья!

Возьмемся за руки, друзья,

Чтоб не пропасть поодиночке.

Спасем Землю! Это может каждый!

Вид двигателя Вид транспорта Карбюраторный, дизельный Автомобильный Дизельный, электрический Железнодорожный ДВС, паровая турбина Водный Поршневой, реактивный, турбореактивный Воздушный