Выбранный для просмотра документ Исследовательская работа Энергия в нашей жизни без видео.pptx
Скачать материал "Презентация + доклад по теме "Энергия в нашей жизни""
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
1 слайд
Исследовательская работа
Как появляется энергия
Руководитель проекта
Классный руководитель 2Д класса Галянт Е.И.
Выполнил
Ученик 2Д классаТузов Никита
Иркутск, 2018г
2 слайд
Цель работы
Узнать какие существуют виды энергии, как энергия появляется и как она переходит из одного состояния в другое.
Задачи работы
1. Информацию об энергии и проанализировать её.
2. Провести домашний эксперимент: Как появляется энергия?.
3. Исследовать, что думают одноклассники об энергии и рассказать им об энергии.
Гипотеза
Я предположил и выдвинул гипотезу, что энергия есть везде, что за альтернативными источниками энергии будущее и в скором времени они заменят традиционные.
3 слайд
Методы исследования
1. Изучение специальной литературы.
2. Просмотр телевизионных программ по теме.
3. Проведение эксперимента с помощью конструктора Lego education и «Возобновляемые источники энергии».
4. Анкетирование одноклассников.
5. Анализ и обобщение полученной информации
4 слайд
Юный исследователь
5 слайд
Механическая энергия
6 слайд
Кинетическая энергия
Кинетическая энергия = 0
Кинетическая энергия > 0
7 слайд
Потенциальная энергия
8 слайд
Тепловая энергия
9 слайд
Электрическая энергия
10 слайд
Световая энергия
Энергия солнца за 1секунду = 40 млн.тонн угля =
30 лет работы крупнейшей электростанции
11 слайд
Солнце – источник энергии
12 слайд
Ядерная энергия
Энергия за сутки = 10 кг урана =
930 вагонов угля = 670 цистерн с нефтью.
13 слайд
Химическая энергия
14 слайд
Источники энергии для человека
15 слайд
Источники энергии
16 слайд
Вода - источник энергии
17 слайд
Ветер - источник энергии
18 слайд
Анкета
Какие виды энергии вы знаете?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Какие источники энергии являются традиционными? Обведите нужное.
Нефть, Солнце, Ветер, Уголь, Тепло Земли,
Торф, Вода, Мускулы, Дерево, Природный газ
Для чего нужна энергия?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
19 слайд
Исследование анкет
20 слайд
Исследование анкет
21 слайд
Исследование анкет
22 слайд
Исследование анкет
23 слайд
Исследование анкет
24 слайд
Исследование анкет
25 слайд
Эксперимент 1. Получение и передача механической энергии
26 слайд
Эксперимент 1. Получение и передача механической энергии
27 слайд
Эксперимент 2. Получение и передача
энергии ветра
28 слайд
Эксперимент 2. Получение и передача
энергии ветра
29 слайд
Эксперимент 2. Сравнение отдачи энергии между 1 и 2 экспериментами
30 слайд
Эксперимент 3. Получение энергии солнца
31 слайд
Эксперимент 3. Получение энергии солнца
32 слайд
Выводы
В ходе изучения информации об энергии и проведения опытов я сделал выводы:
Энергия существует и она повсюду окружает нас, т.к. без энергии нет жизни.
Чем больше скорость и сила, тем больше энергии вырабатывается
Передачу энергии можно контролировать с помощью механизмов.
Один вид энергии переходит в другой вид энергии, например, мы механическую энергию преобразовывали в электрическую.
Использование альтернативных источников энергии возможно и возможно в будущем они заменят традиционные.
33 слайд
Список литературы
https://www.behance.net/gallery/28121065/Multimedia-interactive-flash-presentation
http://www.wewees.ru/article/52/15/
http://greensource.ru/vidy-jenergii/teplovaja-jenergija.html
http://worldofschool.ru/prirodovedenie/stati/fizicheskie-velichiny-i-mehanizmy/energiya/prevrashhenie-energii-zakon-sohraneniya-energii-.-energiya-solnca
https://youtu.be/KCerFP7sZxc
http://www.ecokotel.ru/im/prom-101.php
http://medinteres.ru/interesnyie-faktyi/edinstvenniy-istochnik-energii.html
https://www.youtube.com/watch?v=6GMDmirH6ts
https://www.youtube.com/watch?v=y1ed5QSJQks
https://www.youtube.com/watch?v=yBqJq-e-kbo
34 слайд
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Выбранный для просмотра документ Доклад Энергия в нашей жизни.docx
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение г. Иркутска
средняя общеобразовательная школа
с углублённым изучением отдельных предметов № 64
Научно-исследовательская работа
Энергия в нашей жизни
Руководители проекта
Классный руководитель 2Д класса Галянт Е.И.
Выполнил:
Ученик 2Д класса Тузов Никита
Иркутск, 2018 г.
Оглавление
3.1. Традиционные невозобновляемые источники энергии
3.5. Источники энергии для человека
5. Эксперименты с возобновляемыми источниками энергии.
5.1. Эксперимент 1. «Как накапливается и используется энергия механическая энергия».
5.2. Эксперимент 2 «Как накапливается и используется энергия ветра»
6. Эксперимент 3 «Как накапливается и используется энергия солнца»
Узнать какие существуют виды энергии, как энергия появляется и как она переходит из одного состояния в другое.
1) Найти информацию об энергии и проанализировать её.
2) Провести домашний эксперимент: Как появляется энергия?
3) Исследовать, что думают одноклассники об энергии и рассказать им об энергии.
Я предположил и выдвинул гипотезу, что энергия окружает нас повсюду, а за альтернативными источниками энергии будущее и в скором времени они заменят традиционные.
1) Изучение специальной литературы.
2) Просмотр телевизионных программ по теме.
3) Проведение эксперимента с помощью конструктора Lego education.
4) Анкетирование одноклассников.
5) Анализ и обобщение полученной информации.
Я ученик второго класса. Уже несколько лет занимаюсь робототехникой. Год назад я познакомился с набором «Возобновляемые источники энергии» и решил выяснить, а что же такое энергия, как она появляется, что относится к возобновляемым источникам, а что к невозобновляемым. Известно, что традиционных источников энергии остается во всем мире все меньше, и ученые все больше уделяют внимания альтернативным источникам энергии. Мне также стало интересно, а каким образом мы можем использовать энергию ветра и солнца, и можно ли энергию мышц преобразовать в электрическую.
В нашем обществе от энергии зависит всё. С ее помощью можно приготовить еду, обогреть и осветить жилище, улицы, привести в действие кондиционеры, погладить белье, вывести в море корабли, запустить в космос ракеты. Ведь любой объект, чтобы расти, двигаться, гореть или вообще делать что бы то ни было, нуждается в энергии. Без энергии не может быть жизни. Энергия — это способность выполнять работу. А работа совершается, когда на объект действует физическая сила. Понятие Энергии впервые введено английским физиком Т.Юнгом в начале XIX века. Думаю, вы не раз видели, как подпрыгивает крышка кастрюли с кипящей водой, как несутся тюбы или санки по склону горы, как набегающая волна при встрече с ветром толкает парусник. Подпрыгивание крышки кастрюли было вызвано давлением пара, возникшем при нагревании жидкости. Санки ехали потому, что существуют гравитационные силы. Энергия волн и ветра двигала парусник.
Таким образом, энергия может быть разной и возникать из разных источников, поэтому я начал изучать, какие виды энергии бывают.
Наиболее часто в нашей повседневной жизни нам встречается механическая энергия. Механическая энергия широко известна человеку с древнейших времен, она применялась в таких устройствах, как стрела, копье, нож, топор, повозка, маятник, ветряная мельница, водяное колесо, парус, гончарный круг, часы, и другие самые разнообразные механизмы… Самые распространенные примеры механической энергии: ветер, течение рек, приливы и отливы морей и океанов, сельскохозяйственные животные, и сам человек.
Механическая энергия делится на кинетическую (энергия движения) и потенциальную (энергия взаимодействия), причем эти две энергии перетекают друг в друга. Например, я стою на земле и нахожусь в состоянии покоя, тогда относительной нашей планеты моя кинетическая энергия равна нулю, но если посмотреть на меня с Луны, то я уже буду обладать кинетической энергией относительно Луны. Если я неожиданно побежал, то я стал обладать кинетической энергией, причем чем больше моя скорость и мой вес, тем большей энергией я обладаю. Потенциальная энергия зависит от положения, где находится объект. Например, я прыгаю с крыльца на землю. Ниже земли я упасть не могу, следовательно, здесь я буду обладать нулевым уровнем потенциальной энергии, а стоя на крыльце, я буду обладать большей потенциальной энергией. Или мяч, когда он на земле, он обладает кинетической энергией, а потенциальная = 0, когда он отскакивает от земли и летит в вверх, то кинетическая энергия переходит в потенциальную, и в верхней точке уже кинетическая энергия =0.
Очень часто механическая работа используется как промежуточный этап при выработке электроэнергии. Преобразование механической энергии в электрическую энергию осуществляется генераторами тока. В генераторе происходит превращение вращательного движения вала в электричество. Для вращения вала применяют следующие источники механической энергии: течение рек, океанские и морские приливы-отливы, ветер. Однако основное количество генераторов тока по-прежнему работает на тепловых станциях. Здесь химическая энергия ископаемого топлива преобразуется в тепловую энергию пара, которая затем превращается в электрическую энергию.
Вторым, после механической, видом энергии, которой человек пользуется на протяжении почти всей своей истории является тепловая энергия. Мы с рождения сталкиваемся с этим видом энергии: это горячая пища, тепло систем отопления в квартире, или тепло печки в деревенском доме. Тепловая энергия в основном получается за счет сжигания природного топлива: угля, нефти и газа. У нас распространены тепловые электростанции, которые работают по следующему принципу: сжигаемое топливо нагревает воду в паровом котле до состояния очень горячего пара высокого давления. Пар через паропровод подается на сопла. Струи пара, вырываясь из них с большой скоростью попадают на лопатки турбины, заставляя ее вращаться. Турбина начинает вращать вал электрического генератора. Генератор – это устройство обратное электродвигателю. Он предназначен для превращения энергии вращения в электрический ток. Таким образом, сейчас вырабатывается более 80% электроэнергии в мире.
Электрическая энергия – это энергия, заключенная в электромагнитном поле. Электромагнитная энергия известна и используется людьми издревле. Известны посеребренные и позолоченные древнеегипетские изделия, покрытие которых выполнено электрохимическим методом. Широко известен с древности эффект накопления электрического заряда при трении янтаря о шерсть.
Человечество издавна знакомо с естественными источниками электромагнитной энергии, такими как: молнии, космические электромагнитные волны, магнитное поле Земли, некоторые виды рыб, например, электрический угорь. Однако, человек пока не умеет эффективно использовать естественные источники электрической энергии в своих целях. Исключение, пожалуй, составляет только компас, использующий линии магнитного поля Земли. Поэтому эта энергия обычно получается из других видов энергии путем использования устройств — преобразователей. Сегодня для производства электрической энергии применяют: топливные, гальванические элементы (химическая энергия), генераторы электрической энергии (механическая, химическая, ядерная энергия), солнечные батареи (световая энергия).
Световая энергия знакома всем людям всех времен с самого рождения. С древности известны такие источники световой энергии, как Солнце, Луна и Звезды, костер, факел. В настоящее время Солнце продолжает оставаться основным и главнейшим источником энергии на Земле вообще и световой энергии в частности.
Все живое на Земле существует только благодаря энергии солнечного света. Хотя, если бы на нашей планете не было атмосферы, которая отражает и лишь частично поглощает световую энергию Солнца, то поверхность земного шара была бы превращена в пустыню. А если представить, что солнце вдруг исчезнет, то уже через 8 минут и 21 секунду на Земле установится ночь, Земля начнет остывать, исчезнет гравитация и наша планета превратится в огромный космический корабль, потому что сойдет с орбиты. По мнению ученых через 7 дней на планете установится температура -17 градусов, но у нашей планеты есть большой запас геотермальной энергии, которая будет использоваться для поддержания жизни. Но как говорят ученые, Солнце еще будет жить от 1 до 4,5 млрд. лет.
Стоит отметить, что Солнце освещает только половину поверхности земного шара, и за секунду оно посылает на нашу планету энергию, которая выделилась бы при сгорании 40 млн. тонн каменного угля. Крупнейшая в мире электростанция могла бы выработать такое количество энергии лишь за 30 лет. Солнечная энергия является самой мощной на земле, т.к. все живое существует за счет энергии Солнца. Например, сжигая в печах каменный уголь и нефть, мы расходуем световую энергию, когда-то запасенную растениями. Включая электрическую лампочку, электромотор, мы потребляем солнечную энергию, т.к. когда-то вода, вращающая турбины гидроэлектростанции, была превращена солнечной энергией в пар и перенесена в тучах на возвышенности. Также Солнце приносит и тепловую энергию, разогревая поверхность Земли и атмосферу. Таким образом, световая энергия Солнца является первопричиной появления таких источников механической энергии, как ветер и течение рек, таких источников химической энергии, как нефтяные, газовые, угольные, торфяные месторождения, леса, луга и поля, морская растительность.
Ядерная энергия образуется при расщеплении ядра Урана. В этот момент из него выделяются 2 частицы протоны. Они расщепляют следующие ядра, из которых тоже выделяется энергия, и из них тоже вылетают протоны. И так атом за атомом. Это называется цепная реакция. В результате образовывается гигантское количество энергии. Чтобы затормозить цепную реакцию и энергию высвобождать не сразу, а постепенно, используют атомные электростанции. За сутки АЭС расходует 10 кг урана, а выдает энергии столько, сколько можно было бы получить из 930 вагонов угля или 670 цистерн с нефтью. В качестве выбросов только вода, поэтому ядерную энергетику считают одной из самых экологичных в мире. И не смотря на то, что атомная энергия используется во благо, она создает очень большую опасность для человечества. Существует большая проблема утилизации ядерных отходов при замене урана, которые требуется перерабатывать, перевозить, захоранивать, и хранить продолжительное время в безопасных условиях, а также опасность использования ядерной энергии в военных целях, причем обе этих проблемы угрожают жизни на Земле.
Химическую энергию можно назвать наиболее распространенной и широко используемой с древности и до наших дней. Любой процесс, связанный с горением, имеет в своей основе энергию химического взаимодействия органического вещества и кислорода. Но между превращением химической энергией в электрическую есть посредник – тепловая энергия. Поэтому в процессе преобразования часть энергии теряется в виде выделяющегося тепла и рассеивается, что наносит вред окружающей среде и атмосфере. Также химическая энергия используется человеком, т.к. человек способен выполнять механическую энергию (двигаться и выполнять действия), потому что питается растениями и животными, получая из них энергию, которая состоит из белков, жиров и углеводов.
Источники энергии делятся на возобновляемые и невозобновляемые.
К невозобновляемым источникам энергии относятся природные источники, которые образуются или восстанавливаются гораздо медленнее, чем расходуются: уголь, нефть, природный газ, торф, уран. По оценкам ученых, запасов ископаемых хватит на 40-100 лет, т.к. с каждым годом их добывают все в более труднодоступных местах. Поэтому их добыча становится все дороже, следовательно, уменьшается экономическая эффективность от использования ископаемого топлива. Кроме этого при сжигании ископаемого топлива в атмосферу выбрасывается множество вредных соединений. Эти вредные вещества отрицательно влияют на здоровье человека и живых организмов, а также усиливается парниковый эффект в атмосфере, что оказывает существенное влияние в изменение климата на Земле. Например, тепло нашей планеты сохраняет атмосфера, работая как парник, но в 20 веке парниковый эффект начал усиливаться. После того, как началась промышленная революция, для работы фабрик и заводов стало требоваться все больше энергии, которую добывали путем сжигания ископаемого топлива: угля, нефти, природного газа, а также значительными вырубками древесины. За год по всему миру сжигается топлива столько, сколько Земля его формировала на протяжении 1 млн.лет. Поэтому сейчас ученые всего мира думают над новыми альтернативными источниками энергии, которые будут способны заменить традиционные источники энергии. Я тоже решил изучить альтернативные источники энергии. Одним из таких источников является Солнце.
Растения с помощью энергии Солнца становятся пищей для всех живых организмов на Земле. Энергия Солнца участвует и в таком важном процессе, как круговорот воды. Нагревая водоёмы, солнечная энергия заставляет воду испаряться, а потом охлаждаться в облаках и выпадать в виде осадков.
Часть солнечной энергии поглощается и повышает температуру Земли. Воздух, соприкасающийся с Землёй, подогревается и расширяется, становится менее плотным, чем воздух над ним, и поднимается. Это создаёт восходящий поток воздуха. Водяной пар в потоке воздуха конденсируется и образует облако. Окружающий воздух замещает поднявшийся вверх, при этом образуются ветры.
Когда часть поступающей от Солнца энергии поглощается Землёй, то наблюдается увеличение внутренней энергии Земли и соответствующее повышение температуры. Часть этой энергии передаётся воздуху, соприкасающемуся с Землёй. Кинетическая энергия молекул газов воздуха увеличивается. С подъёмом молекул газов и капелек воды уменьшается кинетическая энергия и возрастает потенциальная энергия. Рано или поздно потенциальная энергия капель высвобождается в виде кинетической энергии, когда капли выпадают в виде дождя или града.
Как видим, в неживой природе происходит превращение одного вида энергии в другой, при этом всегда оказывается, что энергия не создаётся и не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую.
Например, тепловая энергия Солнца превращается в механическую энергию в виде ветра, дождя, града. Атмосферные осадки – основной источник питания рек. На пути своего течения река собирает сама и с помощью притоков выпадающие атмосферные осадки с огромной территории. Значит, вода тоже может служить источником энергии. Благодаря солнечной энергии и воде растут растения, которые являются кормом для животных, животные и растения становятся пищей для человека, давая ему энергию для жизни. Перегнивая растения на протяжении миллионов лет формировали такие источники энергии, как уголь, нефть, газ, которые сейчас используются для формирования тепловой энергии, преобразующейся в электрическую.
Вода уже давно считается источником жизни на Земле. Она имеет большое число уникальных свойств, которые человечество может выгодно для себя во многих случаях использовать. Энергию воды, наряду с солнечной энергией, а также ветровой энергией можно рассматривать как возобновляемый источник энергии. Исследования показывают, что энергия воды, была освоена людьми для своих целей еще в древности, например, архимедов винт и речные мельницы. Основная идея их работы достаточно проста: под действием движущегося потока воды вращается колесо. При этом происходит превращение кинетической энергии воды в механическую работу колеса. Интересно, что такой же принцип наблюдается на современных гидроэлектростанциях. Но на них происходит переход механической энергии в электрическую. Вода в реках обладает как кинетической, так и потенциальной энергией относительно Земли. Поднимая уровень воды в реке с помощью плотины, мы увеличиваем её потенциальную энергию. Например, высота Саяно-Шушенской ГЭС на Енисее 124 м. На такой высоте даже 1 м3 воды обладает потенциальной энергией, превышающей миллион джоулей. При падении воды её потенциальная энергия переходит в кинетическую. Кинетическую энергию движущейся воды используют для приведения в движение лопастей турбины. Эта турбина заставляет вращаться вал электрического генератора, вырабатывающего электрический ток.
Энергию воды можно использовать несколькими способами:
1. Энергия приливов и отливов. В течение прилива происходит заполнение специальные больших емкостей, которые находятся на береговой линии. Эти емкости возникают благодаря дамбам. При прохождении отлива вода будет двигаться в обратном направлении. Это движение используется для вращения турбин, а также для преобразования энергии.
2. Энергия морских волн. Процесс очень похож на использование приливов и отливов, но есть и некоторые отличия. Такой вид энергии имеет весьма большую удельную мощность (при этом мощность волнения океанов может достигать 15 кВт/м). Если происходит увеличение высоты волны до 2 метров, то мощность может составить до 80 кВт/м.
3. 3. Гидроэлектростанции (ГЭС). Такой вид энергии стал возможным для осуществления вследствие использования одновременного взаимодействия солнца, ветра и водных масс. Происходит испарение воды за счет Солнца с поверхности водоемов. В результате формируются облака. Вследствие дуновения ветра вода в виде газа переносится к горам, где происходит ее охлаждение и она выпадает как осадки. После этого она стекает назад к своим первоисточникам.
Энергия ветра – неисчерпаемый источник энергии. Много веков человечество использует энергию ветра, например, ветряные мельницы использовались еще в Персии до нашей эры, чтобы перемалывать зерно. Сначала они были козловыми, но сильный порыв ветра их быстро опрокидывал, позже были придуманы более устойчивые конструкции. В современном мире заводами выбрасывается значительный объем газов в атмосферу, а это влияет на разность температур и увеличение активности ветра в разных частях света. Поэтому сейчас актуально строительство ветростанций для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую, тепловую или любую другую, которую можно будет использовать в хозяйстве. Следует отметить, что есть и минусы при использовании энергии ветра – это большой уровень шума, поэтому ветряные станции строят подальше от населенных пунктов. Запасы ветряной энергии на планете в сто с лишним раз больше, чем запасы гидроэнергии всех рек Земли. А мощность высотных потоков сильнее в 15 раз, чем приземных. Одной из перспектив развития ветроэнергетики можно считать использование высотных потоков. Это можно было бы сделать без ущерба для хозяйства даже крупных городов. На сегодняшний день в России действует семь ветряных электростанций:
|
№ |
Название |
Установленная |
Регион |
|
1 |
Ульяновская ВЭС |
35 |
Ульяновская область |
|
2 |
Зеленоградская ВЭУ |
5,1 |
Калининградская область |
|
3 |
ВЭС с. Тамар-Уткуль |
2,725 |
Оренбургская область |
|
4 |
ВЭС Тюпкильды |
1,65 |
Республика Башкортостан |
|
5 |
Калмыцкая ВЭС |
1 |
Республика Калмыкия |
|
6 |
ВЭС г. Орск |
0,4 |
Оренбургская область |
|
7 |
ВЭС ООО «АльтЭнерго» |
0,1 |
Белгородская область |
Но уже к 2022 году планируется запустить еще 21 ветряную станцию в европейской части России (Краснодарский Край, Ростовская, Ульяновская, Мурманская, Астраханская, Оренбургская, Курганская области).
Энергия, необходимая для жизнедеятельности всех живых организмов, заключена в элементах, находящихся в пище. Такими веществами являются белки, жиры и углеводы. Читая этикетки на продуктах питания, можно увидеть выражение «энергетическая ценность» - это количество энергии, которое образуется в организме при биологическом окислении белков, жиров и углеводов, содержащихся в продуктах питания. Организм перерабатывает и сжигает эти вещества до воды, углекислого газа и других веществ с выделением при этом энергии, которая выражается в количестве калорий. Возможно, кто-то замечал, как люди, которые хотят похудеть, считают калории, когда едят, это для того, чтобы знать, сколько энергии придет и сколько нужно потратить, чтобы не поправляться. Например, чтобы худеть, нужно расходовать энергии больше, чем получать.
Я провел исследование между 2, 3 и 4 классами, чтобы узнать, а что известно об энергии ребятам разного возраста.
В исследовании принимало участие 76 человек: 21 из второго класса, 26 из третьего класса и 29 из четвертого класса. В результате анализа анкет было выявлено, что многие ребята знают только несколько видов энергии, а многие путают источники энергии с видами энергии. Также необходимо учесть, что солнечной, ветряной и водной энергии не существует, солнечная энергия относится к световой, а ветер и вода служат источниками для выработки в основном электрической энергии.
Во втором классе самыми популярными ответами на вопрос «Какие виды энергии вы знаете» стали: Электрическая, солнечная, ветряная. При этом 19% ответов представляли собой не виды энергии, а источники энергии. Всего же ребята второго класса знают 4 вида энергии.
Проанализировав ответы на вопрос третьего класса, я выявил, что самыми популярными видами энергии стали солнечная, ветряная, атомная и водная. Среди ответов была названа нематериальная энергия, которая пока еще не доказана учеными и вызывает множество споров. Также следует отметить, что в третьем классе ребята тоже путают виды энергии и источники энергии. Всего ребята 3 класса знают 4 вида энергии.
В 4 классе самыми полярными ответами стали: солнечная, механическая, водная, ветряная и электрическая виды энергии. Всего ребята 4 класса знают также всего 4 вида энергии.
Затем я решил выявить, знают ли ребята традиционные источники энергии: Оказалось, что во всех трех классах ребята путают традиционные и альтернативные источники энергии.
Во втором классе процент правильных ответов составил 52%, очень большая часть ребят считают солнце, ветер, тепло земли, воду и мускулы традиционными источниками энергии, хотя все они относятся к альтернативным.
В третьем классе процент ребят, которые знают традиционные источники энергии составил 43%. Самыми популярными ответами стали: солнце, вода, ветер, уголь и нефть.
Проанализировав ответы на вопрос про традиционные источники энергии в 4 классе, выяснилось, что еще больший процент ребят считают альтернативные источники традиционными. Всего 38% ребят знают традиционные источники энергии.
Чтобы понять, как можно накапливать и использовать механическую энергию, энергию, ветра и солнца, я решил провести дома эксперименты. Для экспериментов я использовал вентилятор, конcтруктор Lego EV3, Набор Lego “Возобновляемые источники энергии», мультиметр и аккумулятор энергии.
Для проведения опыта с накоплением механической энергии, я воспользовался своей собственной силой, чтобы крутить ручку генератора энергии и накапливать ее в аккумуляторе. Данные о накопленной энергии собирались с помощью мультиметра. Я проводил эксперимент 2 раза, один раз, чтобы отдать энергию двигателю, а второй раз – светодиодным лампочкам. При накоплении одинакового количества энергии у меня уходило разное количество времени. В связи с чем, я сделал вывод, что механическая энергия зависит от силы и скорости, чем больше силы и быстрее двигаешься, тем быстрее вырабатывается энергия. На выработку энергии 9 джоулей потребовалось в первом случае 30 секунд работы, а при передаче энергии двигателю энергия равная 9 джоулям потратилась за 46 секунд. Во втором случае я выработал энергию 9 джоулей за 28 секунд, а при передаче энергии светодиодным лампочкам понадобилось 1012 секунд, чтобы потратить накопленную энергию. Так я сделал вывод, что очень выгодно тратить энергию на освещение светодиодными лампами.
Таблица 1. Накопление и передача механической энергии
|
|
Время 1 механической работы |
Время отдачи энергии двигателю |
Время 2 механической работы |
Время отдачи энергии диодным лампочкам |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
3 |
9 |
15 |
11 |
340 |
|
6 |
14 |
29 |
17 |
653 |
|
9 |
30 |
46 |
28 |
1012 |
Рис.5.1. Получение и передача механической энергии
Чтобы узнать, как получается энергия с помощью ветра, я использовал вентилятор. С помощью вентилятора я стал искусственно создавать ветер, который начинал крутить лопасти ветряного генератора, подключенного к мультиметру. Мультиметр снимал показания мощности, силы тока и выработанной энергии. Выработанная энергия в это время накапливалась в аккумуляторе. Я провел 3 опыта с разной скоростью вращения вентилятора. Каждый опыт длился 200 секунд. В итоге на 1 скорости было выработано 33 джоуля, на второй 49 джоулей, а на третьей 55 джоулей. Значит, можно сделать вывод, что количество выработанной энергии зависит от силы и скорости ветра.
Рис.5.2
Таблица 2.
Измерение выработанной энергии в зависимости от скорости ветра
|
Время |
Энергия_Дж_p1_01 |
Энергия_Дж_p1_02 |
Энергия_Дж_p1_03 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
0 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
0 |
|
4 |
0 |
0 |
0 |
|
5 |
0 |
1 |
1 |
|
6 |
0 |
1 |
1 |
|
7 |
1 |
1 |
1 |
|
8 |
1 |
1 |
2 |
|
9 |
1 |
2 |
2 |
|
10 |
1 |
2 |
2 |
|
11 |
1 |
2 |
3 |
|
12 |
2 |
3 |
3 |
|
13 |
2 |
3 |
3 |
|
14 |
2 |
3 |
4 |
|
15 |
2 |
3 |
4 |
|
16 |
2 |
4 |
4 |
|
17 |
2 |
4 |
4 |
|
18 |
3 |
4 |
5 |
|
19 |
3 |
4 |
5 |
|
20 |
3 |
5 |
5 |
|
21 |
3 |
5 |
6 |
|
22 |
3 |
5 |
6 |
|
23 |
3 |
6 |
6 |
|
24 |
4 |
6 |
7 |
|
25 |
4 |
6 |
7 |
|
26 |
4 |
6 |
7 |
|
27 |
4 |
7 |
8 |
|
28 |
4 |
7 |
8 |
|
29 |
4 |
7 |
8 |
|
30 |
5 |
7 |
8 |
|
31 |
5 |
8 |
9 |
|
32 |
5 |
8 |
9 |
|
33 |
5 |
8 |
9 |
|
34 |
5 |
8 |
10 |
|
35 |
6 |
9 |
10 |
|
36 |
6 |
9 |
10 |
|
37 |
6 |
9 |
11 |
|
38 |
6 |
10 |
11 |
|
39 |
6 |
10 |
11 |
|
40 |
6 |
10 |
11 |
|
41 |
7 |
10 |
12 |
|
42 |
7 |
11 |
12 |
|
43 |
7 |
11 |
12 |
|
44 |
7 |
11 |
13 |
|
45 |
7 |
11 |
13 |
|
46 |
7 |
12 |
13 |
|
47 |
7 |
12 |
13 |
|
48 |
8 |
12 |
14 |
|
49 |
8 |
12 |
14 |
|
50 |
8 |
13 |
14 |
|
51 |
8 |
13 |
15 |
|
52 |
8 |
13 |
15 |
|
53 |
8 |
13 |
15 |
|
54 |
9 |
14 |
15 |
|
55 |
9 |
14 |
16 |
|
56 |
9 |
14 |
16 |
|
57 |
9 |
14 |
16 |
|
58 |
9 |
15 |
17 |
|
59 |
9 |
15 |
17 |
|
60 |
10 |
15 |
17 |
|
61 |
10 |
15 |
17 |
|
62 |
10 |
16 |
18 |
|
63 |
10 |
16 |
18 |
|
64 |
10 |
16 |
18 |
|
65 |
11 |
16 |
18 |
|
66 |
11 |
17 |
19 |
|
67 |
11 |
17 |
19 |
|
68 |
11 |
17 |
19 |
|
69 |
11 |
17 |
20 |
|
70 |
11 |
18 |
20 |
|
71 |
12 |
18 |
20 |
|
72 |
12 |
18 |
20 |
|
73 |
12 |
18 |
21 |
|
74 |
12 |
19 |
21 |
|
75 |
12 |
19 |
21 |
|
76 |
12 |
19 |
21 |
|
77 |
13 |
19 |
22 |
|
78 |
13 |
20 |
22 |
|
79 |
13 |
20 |
22 |
|
80 |
13 |
20 |
23 |
|
81 |
13 |
20 |
23 |
|
82 |
13 |
21 |
23 |
|
83 |
13 |
21 |
24 |
|
84 |
14 |
21 |
24 |
|
85 |
14 |
21 |
24 |
|
86 |
14 |
22 |
24 |
|
87 |
14 |
22 |
25 |
|
88 |
14 |
22 |
25 |
|
89 |
14 |
22 |
25 |
|
90 |
15 |
23 |
25 |
|
91 |
15 |
23 |
26 |
|
92 |
15 |
23 |
26 |
|
93 |
15 |
23 |
26 |
|
94 |
15 |
24 |
27 |
|
95 |
16 |
24 |
27 |
|
96 |
16 |
24 |
27 |
|
97 |
16 |
24 |
28 |
|
98 |
16 |
25 |
28 |
|
99 |
16 |
25 |
28 |
|
100 |
16 |
25 |
28 |
|
101 |
17 |
25 |
29 |
|
102 |
17 |
26 |
29 |
|
103 |
17 |
26 |
29 |
|
104 |
17 |
26 |
30 |
|
105 |
17 |
26 |
30 |
|
106 |
18 |
27 |
30 |
|
107 |
18 |
27 |
31 |
|
108 |
18 |
27 |
31 |
|
109 |
18 |
27 |
31 |
|
110 |
18 |
28 |
31 |
|
111 |
18 |
28 |
32 |
|
112 |
19 |
28 |
32 |
|
113 |
19 |
28 |
32 |
|
114 |
19 |
29 |
32 |
|
115 |
19 |
29 |
33 |
|
116 |
19 |
29 |
33 |
|
117 |
19 |
29 |
33 |
|
118 |
20 |
30 |
34 |
|
119 |
20 |
30 |
34 |
|
120 |
20 |
30 |
34 |
|
121 |
20 |
30 |
34 |
|
122 |
20 |
30 |
35 |
|
123 |
20 |
31 |
35 |
|
124 |
21 |
31 |
35 |
|
125 |
21 |
31 |
36 |
|
126 |
21 |
31 |
36 |
|
127 |
21 |
32 |
36 |
|
128 |
21 |
32 |
36 |
|
129 |
21 |
32 |
37 |
|
130 |
22 |
32 |
37 |
|
131 |
22 |
33 |
37 |
|
132 |
22 |
33 |
37 |
|
133 |
22 |
33 |
38 |
|
134 |
22 |
34 |
38 |
|
135 |
22 |
34 |
38 |
|
136 |
22 |
34 |
39 |
|
137 |
23 |
34 |
39 |
|
138 |
23 |
35 |
39 |
|
139 |
23 |
35 |
39 |
|
140 |
23 |
35 |
40 |
|
141 |
23 |
35 |
40 |
|
142 |
23 |
35 |
40 |
|
143 |
24 |
36 |
41 |
|
144 |
24 |
36 |
41 |
|
145 |
24 |
36 |
41 |
|
146 |
24 |
36 |
41 |
|
147 |
24 |
37 |
42 |
|
148 |
25 |
37 |
42 |
|
149 |
25 |
37 |
42 |
|
150 |
25 |
37 |
43 |
|
151 |
25 |
38 |
43 |
|
152 |
25 |
38 |
43 |
|
153 |
25 |
38 |
43 |
|
154 |
25 |
38 |
44 |
|
155 |
26 |
39 |
44 |
|
156 |
26 |
39 |
44 |
|
157 |
26 |
39 |
45 |
|
158 |
26 |
39 |
45 |
|
159 |
26 |
40 |
45 |
|
160 |
27 |
40 |
45 |
|
161 |
27 |
40 |
46 |
|
162 |
27 |
40 |
46 |
|
163 |
27 |
41 |
46 |
|
164 |
27 |
41 |
46 |
|
165 |
27 |
41 |
47 |
|
166 |
27 |
41 |
47 |
|
167 |
28 |
41 |
47 |
|
168 |
28 |
42 |
47 |
|
169 |
28 |
42 |
48 |
|
170 |
28 |
42 |
48 |
|
171 |
28 |
42 |
48 |
|
172 |
29 |
43 |
48 |
|
173 |
29 |
43 |
49 |
|
174 |
29 |
43 |
49 |
|
175 |
29 |
43 |
49 |
|
176 |
29 |
43 |
49 |
|
177 |
29 |
44 |
50 |
|
178 |
30 |
44 |
50 |
|
179 |
30 |
44 |
50 |
|
180 |
30 |
44 |
50 |
|
181 |
30 |
45 |
51 |
|
182 |
30 |
45 |
51 |
|
183 |
30 |
45 |
51 |
|
184 |
31 |
45 |
51 |
|
185 |
31 |
45 |
51 |
|
186 |
31 |
46 |
52 |
|
187 |
31 |
46 |
52 |
|
188 |
31 |
46 |
52 |
|
189 |
31 |
46 |
52 |
|
190 |
32 |
46 |
53 |
|
191 |
32 |
47 |
53 |
|
192 |
32 |
47 |
53 |
|
193 |
32 |
47 |
53 |
|
194 |
32 |
47 |
54 |
|
195 |
32 |
47 |
54 |
|
196 |
33 |
48 |
54 |
|
197 |
33 |
48 |
54 |
|
198 |
33 |
48 |
55 |
|
199 |
33 |
48 |
55 |
|
200 |
33 |
49 |
55 |
После каждого опыта я разряжал аккумулятор, отдавая энергию ветряному генератору, и наблюдал за сколько секунд будет отдана полученная энергия. Таким образом, я выяснил, что за одну секунду тратится 1 Джоуль накопленной энергии
Таким образом, я обнаружил, что 56 джоулей накапливались в течение 200 секунд, а потратились за 55 секунд.
Таблица 3.
Отдача накопленной энергии электрическому генератору
|
Время, секунды |
Энергия, джоуль |
|
35 |
33 |
|
47 |
49 |
|
55 |
56 |
Затем я решил сравнить время, за которое была отдана энергия в первом эксперименте и во втором. В обоих случаях энергия отдавалась электрическому генератору, но во втором случае с ветряным генератором энергия отдавалась быстрее. Это обосновано тем, что в эксперименте при сборке ручного генератора была задействована шестеренка, понижающая передачу. Таким образом, с помощью механизмов мы можем влиять на скорость передачи энергии.
Таблица 4.
Сравнение переданной энергии между экспериментами в двигатели с различной сборкой
|
|
Время |
Энергия, джоуль |
|
Эксперимент 1 |
46 |
9 |
|
Эксперимент 2 |
47 |
49 |
Чтобы провести опыт с солнечной энергией, я воспользовался настольной лампой большой мощности и солнечной батареей, подключенной к мультиметру и аккумулятору для накопления энергии. Солнечная батарея изменяла свой угол каждые 3 минуты на 45 градусов, имитируя движение солнца от восхода до заката, а мультиметр измерял, в каком положении энергии накапливается больше всего. В ходе эксперимента я выяснил, что больше всего энергии накапливается, когда солнце светит на солнечную батарею под прямым углом., во всех остальных положениях энергия почти не накапливается. Тогда я сделал вывод, что солнечные батареи необходимо делать программируемыми и настраиваемыми под движение солнца, в этом случае можно будет накапливать максимум энергии в течении дня. А затем с помощью аккумулятора энергии можно ее передавать для освещения и отопления домов, либо использовать в промышленных или сельскохозяйственных целях.
Таблица 5.
Накопление солнечной энергии
|
Градусы |
Энергия, джоуль |
|
0 |
0 |
|
45 |
1 |
|
90 |
11 |
|
135 |
1 |
|
180 |
0 |
Рис.5.3. Накопление солнечной энергии
В ходе изучения информации об энергии и проведения опытов я сделал выводы:
1) Энергия существует и она повсюду окружает нас, т.к. без энергии нет жизни.
2) Чем больше скорость и сила, тем больше энергии вырабатывается
3) Передачу энергии можно контролировать с помощью механизмов.
4) Один вид энергии переходит в другой вид энергии, например, мы механическую энергию преобразовывали в электрическую.
5) Использование альтернативных источников энергии возможно и возможно в будущем они заменят традиционные.
1. https://www.behance.net/gallery/28121065/Multimedia-interactive-flash-presentation
2. http://www.wewees.ru/article/52/15/
3. http://greensource.ru/vidy-jenergii/teplovaja-jenergija.html
5. https://youtu.be/KCerFP7sZxc
6. http://www.ecokotel.ru/im/prom-101.php
7. http://medinteres.ru/interesnyie-faktyi/edinstvenniy-istochnik-energii.html
8. https://www.youtube.com/watch?v=6GMDmirH6ts
9. https://www.youtube.com/watch?v=y1ed5QSJQks
10. https://www.youtube.com/watch?v=yBqJq-e-kbo
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
6 670 732 материала в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Галянт Елена Ивановна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
500/1000 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.