· Забруднення атмосфери шкідливими викидами і тепловими відходами, їх згубна дія на флору і фауну, породження проблеми парникового ефекту. Обговорення таблиць «Дія викидів сірчистого газу на екосистеми і на людину» і «Вуглекислий газ в біосфері».
· Слабка маневреність основного устаткування.
Повідомлення 3. Атомні електростанції (АЕС).
Від звичайної теплової електростанції атомна відрізняється, перш за все, видом палива. АЕС використовує не вугілля, нафту або газ, при згоранні яких енергія хімічних зв'язків перетворюється на тепло, а ядра важких елементів - урану і плутонію. При діленні ядер виділяється енергія - вона і «працює» в атомних електростанціях.
Обговорення таблиці «Схема атомної електростанції».
Реакція ділення протікає таким чином. Ядро урану мимоволі розпадається на декілька осколків; серед них є частинки високої енергії. Вони потрапляють в ядра сусідніх атомів і розбивають їх. При діленні 1г урану виділяється стільки ж тепла, скільки при згоранні 3т кам'яного вугілля.
Керована реакція йде в атомному реакторі. Головна його частина - активна зона. Ходом реакції управляють, піднімаючи і опускаючи стрижні-поглиначі. Виконують всі операції за допомогою роботів, оскільки випромінювання смертельно небезпечне.
Тепло, яке виділяється в результаті ядерної реакції, нагріває воду до декількох сот градусів (вода поступає під великим тиском, а тому не закипає). Перегріта вода може відразу почати працювати. У зоні зниженого тиску вона миттєво перетворюється на пару, яка і крутить турбіни.
Обговорення таблиці «Схема уранового паливного циклу для атомної електростанції потужністю 1 Гвт».
Еколог.
Поки найперспективнішим джерелом енергії залишається ядерна, її запаси не виснажуються. Але атомна енергія теж ставить перед людиною певні проблеми.
Це:
· Перш за все, утилізація радіоактивних відходів і наслідку непередбачених аварій. Обговорення таблиці «Дія радіації на людину».
· Дороге будівництво.
· Залежність від водних джерел і нанесення їм збитку (скидання теплої води, нагрівання водоймищ) - зміна клімату, збільшення вологості повітря, зниження концентрації кисню у воді, загибель риби.
· Дія радіоактивного випромінювання на живі організми: променева хвороба, злоякісні пухлини, вплив на генетичний апарат (потворне потомство, мутація).
· Аварійні ситуації на ядерних об'єктах і АЕС.
· Забруднення навколишнього середовища в результаті добутку і переробки урану, зберігання і регенерації палива, забруднення всіх ґрунтових вод тритієм, забруднення біосфери плутонієм.
· Обговорення таблиці «Схема утворення кислотних опадів».
Пропозиції за рішенням екологічних проблем використання електроенергії.
Простим натиском «зелених» проблему забезпечення землян енергією не вирішити, адже ніхто не відмовляється від «краси» цивілізованого життя. Тому, вирішення проблем висунутих екологами бачиться у використанні інших джерел енергії. До них можна віднести:
1. Сонячна енергія (на поверхню землі вона поступає в кількості 580 · 1012мвт·г)
Потужність сонячного випромінювання, що досягає земної поверхні, складає близько 1017 Вт - така сила «сонячного зайчика» діаметром 12,7 тис.км. Його інтенсивність на рівні моря на південних широтах, коли сонце знаходиться в зеніті, складає 1379 Вт/м2. але навіть ця кількість в багато тисяч разів перевищує сьогоднішню потребу людства в енергії.
2. Енергія приливів (її запаси складають 70 · 1012 Мвт · г).
У приливних електростанціях (ПЕС) турбіни працюють при русі води з моря в басейн і назад. ПЕС здатна виробляти електроенергію безперервно протягом 4-5 годин з перервами в 1-2 години в добу.
3. Енергія вітру (вітряна енергія, 1,7 · 1012 Мвт · г).
Енергія вітру дуже велика. Її запаси в світі, за оцінкою Всесвітньої метеорологічної організації, складають 170 трлн вВт · г в рік. Цю енергію можна отримати, не забруднюючи навколишнє середовище. Вітрова енергія рясна, екологічно чиста, безпечна і надійна як ресурс для виробництва електрики. Вітрові електростанції (ВЕС) не забруднюють повітря і не створюють радіоактивних відходів. Це індустрія майбутнього і високих технологій.
4. Енергія біомаси.
У різних варіантах розвитку енергетики може місце і енергії біомаси (деревина, гній, відходи с/г виробництва) і сміття.
5. Енергія земних надр (геотермальна, 0,134 · 1012 Мвт · г).
Близько 4% всіх запасів води на нашій планеті зосереджено під землею - в товщах гірських порід. Нагріваються підземні озера і річки в результаті радіоактивних процесів і хімічних реакцій, що протікають в надрах землі. Люди навчилися використовувати глибинне тепло землі в господарських цілях. При використанні глибинного тепла менше забруднюється природа, собівартість електроенергії, що виробляється, у декілька разів нижче, ніж при звичайних ТЕС.
6. «Воднева економіка».
Одна з самих незвичайних і, мабуть, найпривабливіших сценаріїв енергетичного майбутнього людства відкриває проект «Воднева економіка». Його суть полягає в заміні викопного палива воднем. Фізичний і хімічний сенс проекту ясний: основна енергія в нафті, газі, кам'яному вугіллі і дереві запасена у вигляді вуглеводнів - з'єднань вуглецю з воднем. І не вуглець, а саме водень дає при спалюванні палива найбільшу кількість теплової енергії, що перетворюється потім на механічну і електричну. Водню на землі величезна кількість, це практично невичерпне, до того ж екологічно чисте джерело енергії.
7. Енергія з космосу.
Отримувати і використовувати «чисту» сонячну енергію на поверхні землі заважає атмосфера. Само собою напрошується рішення розмістити сонячні енергостанції в космосі, на навколоземній орбіті. Там не буде атмосферних перешкод, невагомість дозволить створювати багатокілометрові конструкції, які необхідні для «збору» енергії сонця. Перетворення одного виду енергії в іншій неминуче супроводжується виділенням тепла, і скидання його в космос дозволить запобігти небезпечному перегріванню земної атмосфери.
ІІІ. Висновки
3.3 Забезпечення різнорівневого навчання фізики на прикладі вивчення теми «Основи МКТ»
Мета: організація діяльності учнів, управління цією діяльністю, при якій учні повинні навчитися:
· Рівень 1: розв’язувати шаблонні задачі на розпізнавання рівняння стану ідеального газу, ізопроцесів, читання простих графіків ізопроцесів;
· Рівень 2: розв’язувати задачі на зв'язок рівнянь ізопроцесів з іншими рівняннями МКТ, вміння бачити зміну параметрів стану газу, вміння будувати графіки ізопроцесів в РV, PT, VT-осях;
· Рівень 3: вміння розв’язувати задачі з творчим змістом, уміння будувати складні графіки ізопроцесів в РV, PT, VT-осях;
Структура блоку уроків
Таблица 1[31]
| № урока | Модуль | Основний зміст уроку |
1 | ВП, ВНМ(О) Т-М | Зв'язок макроскопічних параметрів газу один з одним. Закони Бойля-Маріотта, Шарля, Гей-Люссака. Текстові завдання на застосування знань. |
2 | КОНВНМ(Д) Т-М | Тест по формулі Менделєєва-Клайперона і формулам ізопроцесів. Ізопроцеси в різних осях. Читання і інтерпретація графіків ізопроцесів. Графічні завдання на застосування знань. |
3 | КОН З(РДН) | Тест по графікам ізопроцесів.Вправи (картки) на застосування знань. |
| 4 | Л/Р № 3 | Практичне застосування знань |
| 5 | ЗП, КОН | Узагальнення знань з теми “Основи МКТ”, Тест |
| 6 | КОР, КОН | К/Р № 4 |
| 7 | КОР | Аналіз результатів К/Р і їх корекція |
Тут в таблиці використовуються короткі позначення модулів: ВП, - ввідне повторення, ВНМ(О) - вивчення нового матеріалу (основний об'єм), Т-М - тренінг-мінімум, ВНМ(Д) - вивчення нового матеріалу (додатковий об'єм), З (РДН) - закріплення (розвиваюче диференційоване навчання), ЗП - загальне повторення, КОН - контроль, КОР - аналіз результатів К/Р і корекція знань учнів.
Урок № 1
Підбір навчальних завдань по темі:
Рівень 1
1. При якому тиску газ, що займав об'єм 2,3 . 10-4 м3, буде стиснутий до об'єму 2,25 . 10-4 м3, якщо температура газу залишиться незмінною? Первинний тиск газу рівний 0,95 . 105 Па.
2. У циліндрі під поршнем знаходиться 6 . 10-3 м3 газу при температурі 323 К. До якого об'єму необхідно ізобарно стиснути цей газ, щоб його температура знизилася до 220К?
3. При температурі 270С тиск газу в закритій судині був 75 кПа. Яким буде тиск при температурі - 130С?
4. У скільки разів збільшиться об'єм повітряної кулі, якщо її внести з вулиці в тепле приміщення? Температура на вулиці - 30С, в приміщенні 270С.
5. При ізохорному охолодженні ідеального газу, взятого при температурі 480 К, його тиск зменшився в 1,5 рази. Якою стала кінцева температура газу?
5. Газ стиснутий ізотермічно від об'єму 7 . 10-3 м3 до об'єму 6 . 10-3 м3. Яким був первинний тиск газу, якщо після стиснення він став рівним 1,6 . 104 Па?
Рівень 2
1. Посудина, що містить газ під тиском 1,4 . 105 Па, з'єднали з порожньою посудиною об'ємом 6 л. Після цього в обох посудинах встановився тиск 105 Па. Знайти об'єм першої посудини. Процес ізотермічний.
2. Визначити початкову і кінцеву температури ідеального газу, якщо при ізобарному охолоджуванні на 290 К його об'єм зменшився удвічі.
3. Як зміниться тиск газу в циліндрі, якщо поршень поволі опустити на 1/3 висоти циліндра?
4. На якій глибині радіус бульбашки повітря удвічі менший, ніж на поверхні води, якщо атмосферний тиск на поверхні води 105 Па? Зміна температури води з глибиною не враховувати.
5. Два балони місткістю 3 л і 7 л наповнено відповідно киснем під тиском 200 кПа і азотом під тиском 300 кПа при однаковій температурі. У балонах після їх з'єднання утворюється суміш газів з тією ж температурою. Визначите тиск змішаного газу в балонах.