9 клас

Тема уроку: Електроенергетика. Проблеми пошуку та використання екологічно чистих джерел енергії.

Мета уроку: Узагальнити та систематизувати знання учнів про різні види електростанцій, принципи їх дії, енергетичні перетворення.

Розглянути екологічні та економічні проблеми, пов’язані з неефективним використанням енергоресурсів.

Підвищувати екологічну культуру учнів та створити наукове підґрунтя для формування енергоощадливої поведінки учнів, використавши метод проектів.  

    Навчити дітей самостійно здобувати нові знання і застосовувати їх на практиці і в реальному житті, працювати з наукою літературою.

Виховувати економічне й екологічне мислення; продовжити формувати вміння самостійно оцінювати екологічну ситуацію та приймати правильне рішення, порівнювати,  самостійно роботи висновки, уміння працювати в команді.

Тип уроку: узагальнення і систематизація знань за методом проектів.

Хід уроку

Клас на попередньому уроці був поділений на групи, кожна з яких отримала випереджальне завдання: знайти й опрацювати матеріал про певний тип електростанцій; у кожній групі визначити фахівців (головний конструктор проекту електростанцій, економіст, еколог, експерт, які відповідатимуть за певний матеріал)

І. Організаційний етап уроку

Вправа «Символ енергії»

      Уявіть перед собою сонячний літній ранок. Сонечко сходить і починає зігрівати вас, дає вам енергію. Спробуйте відчути, як енергія діє на вас. Вдихніть її. Уявіть це сонечко за вашою спиною. Відчуйте, як хвилі енергії, торкаються вашого обличчя, вашого тіла. Уявіть, що сонечко праворуч від вас. Відчуйте дію енергії на праву половину вашого тіла. А тепер уявіть, що сонечко над вами. Відчуйте, як енергія діє на вашу голову. Уявіть, що енергія Сонця заповнила вас, піднімає вгору і розтікається по тілу. Тож поділіться своєю енергією зі своїми друзями, знайомими, рідними, візьміться за руки і передайте енергію одне одному.

      Слово «енергія» часто асоціюється зі словом Сонце. Але саме Сонце і дає значну частину енергії для життя на Землі. Сонце - найпотужніше джерело екологічно чистої енергії. Тож нехай символом енергії сьогодні буде Сонце.

ІІ. Актуалізація опорних знань

Дослід: Лимон і гальванометр.

Що ви спостерігаєте? Чим є лимон? Що таке джерело енергії? Назвіть, які ви знаєте джерела енергії? На які види ці джерела енергії можна поділити?

Джерела енергії

Відновлювальні                                                             Не відновлювані

- Вітер                                                          - Викопне паливо (вугілля, газ, нафта)

- Вода (ріки, океани)                                  - Ядерна енергія

- Сонце

- Вулкани

- Гейзери

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

        Енергія є основою життя людського суспільства. Енергія електричного струму, нафти, газу, вугілля сама по собі не є корисною. Але використання енергії,  отриманої з цих джерел – складова нашого повсякденного життя. Невидимі і безпечні джерела енергії можна застосовувати для одержання світла, тепла, механічної енергії. (схема трансформації енергії ).

    Україна є однією з найбільш енерговитратних країн у світі. Енерговитрати (енергоспоживання) на одиницю ВВП в нашій країні в 2,5 рази перевищують середньосвітові. Водночас забезпеченість власними енергоресурсами становить менш ніж 50 %.

     Впродовж  ХХ  століття споживання енергії зросло в 100 разів. За цей час на Землі спалено органічного палива (вугілля, нафти, газу) набагато більше, ніж за всі попередні роки. Ще кілька десятків років такого «хазяйнування» людини – і запаси палива вичерпаються.

      Тому основна проблема, яка постає перед нами, перед молодим поколінням – це проблема підвищення ефективності використання енергоресурсів як з економічного погляду, так і з погляду національної безпеки. Крім того, вирішення проблеми енергоефективності тісно пов’язане з розв’язанням проблеми зниження техногенного впливу на довкілля в містах та населених пунктах ( тобто вирішення і екологічних проблем).

   Ви всі кожен день дивитесь телебачення, слухаєте радіо і чуєте як Верховна Рада вирішує основні енергетичні проблеми.

      Збереження енергії є не лише проблемою вартості тепла, води, електрики, міжнародних кредитів. Насамперед, це є проблемою нашого майбутнього . І кому, як не нам з вами вирішувати  ці проблеми.

  Тож хочеться сказати словами  М. Лендона: «Якщо ви щось бажаєте        зробити – робіть зараз!  Завтра може не настати ніколи!»

   А  Л. Толстой писав: « Природа  - це один із вічних світів, який є прекрасним, радісним і який ми не тільки можемо, а й повинні зробити ще прекрасним і радіснішим для тих, хто після нас житиме в ньому».

    Тож тема сьогоднішнього уроку «Електроенергетика. Проблеми, пошуку екологічно чистих джерел енергії та їх використання».

   Завдання нашого уроку – з’ясувати, яка із електростанцій є найбільш економічно вигідною щодо кількості виробленої енергії та найбільш безпечною щодо екології.

    Уявіть себе вже зрілими фахівцями – енергетиками. Вам доручили підготувати проекти нових електростанцій для Дніпропетровська та Дніпропетровської області, бо потреби в ній зростають, а робота ТЕС не може забезпечити місто та область електроенергією. Доведіть,що саме цю електростанцію треба проектувати в нашій місцевості.

    У цьому класі присутні головні конструктори автори проектів різних типів електростанцій, екологи, економісти та експерти. Отже запрошуємо на захист своїх проектів.

      Слово надається головному конструктору ТЕС.

Головний конструктор теплової електростанції (ТЕС)

Людина здавна намагалася знайти засоби полегшення виконання робіт, необхідних для її існування. Для цього використовувалися всілякі інструменти й механізми, приручали тварин, але лише теплова машина різко розширила можливості людини, прискорила технічний прогрес.

На ТЕС енергія, що виділяється під час згорання різних видів палива (вугілля, газу, торфу, нафти, горючих сланців) за допомогою електрогенераторів, які обертаються паровими й газовими турбінами або двигунами внутрішнього згоряння , перетворюється на електричну енергію. Більшість сучасних ТЕС є паротурбінними. У паровій турбіні нагріта (до 500-600°С) і стиснена (до 2,4∙10⁷ Па) пара виходить із сопла, що розширюється. Об’єм пари зростає, а тиск знижується, при цьому потенціальна енергія стиснутої пари перетворюється на кінетичну. Пара виходить із сопла із значною швидкістю, вдаряється в лопаті диска турбіни і швидко обертає їх, при цьому кінетична енергія пари передається ротору турбіни. Вал турбіни жорстко зв’язаний з валом електрогенератора і тому турбіна обертає ротор генератора, внаслідок чого і виробляється електрична енергія.

Відпрацьовану на турбінах гарячу пароводяну суміш (а на її нагрівання було витрачено більшу частину палива) використовують для опалення житлових приміщень і для виробничих потреб, що підвищує коефіцієнт корисної дії теплових електроцентралей (ТЕЦ). Слід зауважити, що на ТЕЦ 80% енергії згорання палива використовують ефективно.

(Таблиця потужностей ТЕС)

Головний конструктор гідроелектростанції. (ГЕС)

Електроенергетика ―  галузь господарства, яка виробляє енергію, ― має важливе значення для розвитку економіки, науки і культури країни. Зараз значну питому вагу з вироблення електроенергії  мають механічні джерела енергії ― ГЕС.

         Уперше людина використала енергію води за допомогою водяного колеса. В сучасній ГЕС вода зі значною швидкістю  спрямовується на лопаті турбін. Вода через захисну сітку й регулювальний затвор тече сталевим трубопроводом до турбіни, над якою встановлено генератор. Механічна енергія води за допомогою турбіни передається генераторам, у яких перетворюється на електричну енергію. Після виконання роботи (обертання турбіни) вода витікає в річку тунелем, що поступово розширюється.

         Витрати на будівництво ГЕС неабиякі, але вони компенсуються тим, що не доводиться платити (принаймні в явній формі) за джерело енергії – воду. Потужність сучасних ГЕС перевищує 100 МВт, ККД становить 95 %. Така потужність досягається за незначних швидкостей обертання ротора, тому сучасні гідротурбіни вражають своїми розмірами. Турбіна – енергетично дуже вигідна машина, оскільки вода легко і просто змінює поступальний рух на обертальний.

         Будівництво греблі на річці дає змогу створити значну різницю рівнів води, нижчих і вищих від ГЕС уздовж течії річки, тобто між верхнім і нижнім б’єфами. Інколи ця різниця рівнів сягає понад 100 м. Вода верхнього б’єфа падає зі значної висоти на лопаті гідротурбіни, обертає її, а разом з нею обертає генератор електроенергії, з’єднаний із турбіною. Потужність будь-якої ГЕС залежить від різниці рівнів води верхнього і нижнього б’єфів та від кількості кубометрів води, що проходить за 1 с через лопаті турбін станції:  чим вона більша, то потужніша ГЕС.

         Одним із принципів гідроелектробудування є максимальне використання гідроенергії річок. За цим принципом на річках будують не окремі ГЕС, а каскади таких станцій і створюють водосховища для регулювання річного стоку вод. Стік більшості річок нерівномірний упродовж року. Так, у Дніпрі в період весняного паводку,  приблизно впродовж одного місяця, у море стікала половина всіх водних запасів річки, у літні місяці рівень води різко знижувався. Внаслідок цього ГЕС влітку працювала з половинною потужністю. Створення великого водосховища біля ГЕС різко змінило ситуацію. Тепер весняні води Дніпра вже не стікають без усілякої користі в море, а зберігаються у водосховищі, а потім планомірно використовуються вподовж року гідростанціями. Це дало змогу не лише збільшити річну норму виробництва електроенергії, а й усувати пікові навантаження в енергосистемі району розміщення ГЕС. Сучасні ГЕС будують із таким розрахунком, щоб за їх допомогою комплексно розв’язати питання вироблення електроенергії, зрошення земель, водопостачання тощо.

Основні переваги ГЕС перед ТЕС і АЕС:

1)    Відсутність під час роботи витрат на паливо, внаслідок чого їхня електроенергія в 4 – 8 разів дешевша від електроенергії, виробленої на ТЕС і АЕС;

2)    Гідроенергія річок, що використовується на ГЕС, відтворюється природно, а викопні енергоресурси не відтворюються

 (Таблиця потужностей ГЕС)

      Головний конструктор атомної електростанції (АЕС)

    Основа атомної енергетики – атомні електростанції, які перетворюють ядерну енергію на електричну. АЕС використовують теплоту, що виділяється в ядерному реакторі внаслідок ланцюгової реакції поділу ядер важких елементів. Потім, як і  на звичайних ТЕС, теплова енергія перетворюється на електричну. Після кінцевого поділу 1 г ізотопу урану чи плутонію вивільнюється близько 22,5 МВт год енергії, що відповідає енергії

2,8 т умовного палива.
          Принцип роботи АЕС : ядерний реактор, захищений бетоном, містить циліндри, всередині яких знаходиться уран.  Уранові стрижні- блоки знаходяться у воді, яка водночас є і сповільнювачем, і теплоносієм. Вода знаходиться під значним тиском і тому може бути нагріта до дуже високої температури (близько 300⁰С). Така гаряча вода з верхньої частини  активної зони  реактора надходить трубопроводами в парогенератор (який також наповнений водою, що випаровується), охолоджується й повертається трубопроводом у реактор. Насичена пара с парогенератора через трубопровід надходить у парову турбіну й після відпрацювання повертається назад іншим трубопроводом. Турбіна обертає електричний генератор струм від якого надходить у розподільний пристрій, а відтак – у зовнішнє електричне коло. Перебіг ланцюгової реакції регулюються стрижнями з речовин, які добре поглинають нейтрони.

          Від уведення в дію першої АЕС минуло понад 45 років. За цей час у техніці АЕС сталися неабиякі зміни: різко зросла потужність ядерних реакторів, підвищилися техніко-економічні показники АЕС. Зараз для районів, віддалених від ресурсів хімічного палива, собівартість 1 кВт год для АЕС менше, ніж для теплових електростанцій. Тому, попри дещо вищу вартість обладнання для АЕС, загальні економічні показники АЕС за цих умов кращі, ніж для теплових електростанцій. Запасів ядерного палива в енергетичному еквіваленті у сотні разів більше, ніж органічного. АЕС майже не виділяють в атмосферу хімічних забруднювачів. Якщо під їхньою нормальною роботою розуміти такий режим експлуатації, за якого додаткова доза опромінення від станції не перевищує значень флуктуацій природного фону,то, як правило, ця умова дотримується. Загалом, реальний радіаційний вплив АЕС на природне середовище є значно (у понад 10 разів) меншим від допустимого. Якщо врахувати екологічний вплив різноманітних енергоджерел на здоров`я людей, то серед невідновних джерел енергії ризик від АЕС, які нормально працюють, мінімальний як для працівників, діяльність яких пов’язана з різними етапами ядерного паливного циклу, та і для населення. Глобальний радіаційний внесок атомної енергетики на всіх етапах ядерного паливного циклу нині становить близько 0,1% природного фону і не перевищують 1 % навіть за найінтенсивнішого її розвитку майбутньому.

(Таблиця потужностей АЕС)

Екскурсія до Придніпровської ТЕС

Ми, приймаючи участь у проекті «Енергоефективні школи» були учасниками екскурсії до Придніпровської ТЕС.

Пропонуємо вашій увазі відеокліп.

Економіст ТЕС. «Світових» цін на енергоносії не існує, і залежно від конкретної соціально-економічної ситуації в регіоні та від типу використання ціна на неї коливається від 3 до 25 центів за кіловат-годину. Причин підвищення тарифу декілька: перша з них – «світова» ціна російського газу, яка в кілька разів перевищує його собівартість, друга причина – штучна прив’язка внутрішніх цін до все вищого курсу долара. Зростання тарифів на електроенергію та тепло втричі за останні 5 років неможливо пояснити нічим, окрім їх прив’язки до курсу долара.

Економіст ГЕС. Гідроелектростанції стали досить поширеними у світі. З погляду економіки їхня найбільша цінність у тому, що вартість електроенергії, виробленої на гідроелектростанціях, дуже низька. Це можна побачити, якщо порівняти ціни на електроенергію в Україні станом на 30.06.2005 року:

         ТЕС – 22 копійки за кВт-год;

         АЕС – 7 копійки за кВт-год;

         ГЕС – 4,2 копійки за кВт-год.

         Це пояснюється тим, що, незважаючи на великі затрати на будівництво, не доводиться платити за джерело енергії – воду. Потужність сучасних ГЕС перевищує 100 МВт, а ККД становить 95%. Така потужність досягається за досить малих швидкостей обертання ротора. Тому сучасні гідротурбіни вражають своїми розмірами. Потужність будь-якої ГЕС залежить від верхнього і нижнього рівнів води та від кількості кубометрів води, що проходить за 1 с через лопаті турбін станції: чим вона більша, тим потужніша ГЕС. Але розвиток будівництва гідроелектростанцій стримує його висока ціна: в середньому 850 доларів за 1 кВт потужності, коли ціна ТЕС у середньому 700 доларів за 1 кВт потужності, а АЕС – 2000 доларів за 1 кВт. В Україні також є і малі ГЕС, загальна потужність яких становить близько 360 МВт. ГЕС називають малими, якщо їхня потужність становить від 1 до 30 МВт. Такі ГЕС не потребують водосховищ. Будівництво ГЕС потужністю 1 МВт коштує від 0,5 до 2 млн доларів, прибуток – близько 300 тис. доларів на рік і окупається за 2 роки.

         Отже, ГЕС мають принаймні дві переваги перед ТЕС і АЕС.

1)    відсутність під час роботи витрат на паливо, внаслідок чого їх електроенергія в 4 – 8 разів дешевша від електроенергії на ТЕС і АЕС;

2)    гідроенергія річок, яка використовується на ГЕС, відтворюється природно, а викопні енергоресурси не відтворюються.

Економіст АЕС. Від часу введення в дію першої АЕС минуло понад 40 років. За цей період у техніці АЕС сталися великі зміни: різко зросла потужність ядерних реакторів, підвищилися техніко-економічні показники АЕС. Зараз для районів, віддалених від ресурсів органічного палива, собівартість 1 кВт год для АЕС менша, ніж для теплових електростанцій. Тому, незважаючи на високу вартість обладнання для АЕС, їх загальні економічні показники кращі, ніж для теплових електростанцій. Запасів ядерного палива в енергетичному еквіваленті у сотні разів більше, ніж органічного. Треба зазначити, що 1 г ядерного палива вивільняє 22,5 МВт год енергії, що рівноцінно енергії 2,8 т вугілля.

Учитель: Одним із важливих  чинників впливу на екологію навколишнього середовища є господарська діяльність людини: промисловість, сільське господарство, будівництво та виробництво електроенергії на електростанціях.

Прокоментувати негативний вплив електростанцій на навколишнє середовище  та з’ясувати можливі шляхи розв’язання цих проблем допоможуть  нам екологи  різних електростанцій. Тож слово надається екологу ТЕС.

Еколог. У м. Дніпропетровськ працює Придніпровська ТЕС, що постачає енергію для міста й області. Але така станція має значні недоліки з погляду екології. Під час згорання палива в теплових двигунах виділяються шкідливі речовини: карбон, сполуки Нітрогену, сполуки Плюмбуму, а також виділяються в атмосферу значна кількість теплоти. До того ж, застосування парових турбін на ТЕС потребує відведення великих площ під ставки, в яких охолоджується відпрацьована пара. Щороку у світі спалюють 5 млрд т вугілля і 3,2 млрд т нафти, це супроводжується викидом в атмосферу теплоти. Запаси органічного палива на Землі розподілені вкрай нерівномірно і за сучасних темпів споживання вугілля вистачить на 150-200 років, нафти – на 40-50 років, а газу – на близько 60 років. Весь цикл робіт, пов’язаних із видобутком, перевезенням і спалюванням органічного палива (насамперед, вугілля), а також утворенням відходів, супроводжується виділенням значної кількості хімічних забруднювачів. У воді, що відкачується, містяться ізотопи Радію і Радон. ТЕС, хоча й має сучасні системи очищення продуктів спалювання вугілля, викидає за один рік в атмосферу за різними оцінками від 10 до 120 тис. т оксидів сульфуру, 2-20 тис. т оксидів Нітрогену. До того ж, утворюється понад 300 тис. т золи, яка містить близько 400 т токсичних металів (арсену, кадмію, свинцю).

Це пов’язано з тим, що у вугіллі містяться різні радіоактивні елементи (радій, торій, полоній ). Для кількісної оцінки дії радіації вводиться поняття «колективна доза» - добуток значення дози на кількість населення, що зазнало впливу радіації ( він виражається у людино - зівертах). Виявилося, що на початку 90-х років минулого століття щорічна колективна доза опромінення населення України за рахунок теплової енергетики становила 767 люд – зв. і за рахунок атомної – 188 люд – зв.

У наш час в атмосферу щорічно викидається 20 – 30 млрд. т оксиду Карбону. Прогнози свідчать, що за таких темпів у майбутньому до середини століття середня температура на Землі може підвищитися на кілька градусів, що призведе до непередбачених глобальних кліматичних змін.

         Порівнюючи екологічну дію різних енергоджерел, необхідно врахувати їхній вплив на здоров’я людини. Високий ризик для працівників вугільної промисловості пов’язаний з видобутком вугілля у шахтах, його транспортуванням та екологічним впливом продуктів його спалювання. Останні дві причини стосуються нафти й газу та впливають на все населення. Встановлено, що викиди від спалювання вугілля й нафти на здоров’я людей впливають орієнтовно так само, як Чорнобильська аварія, що повторюється раз на рік. Це – «тихий Чорнобиль», наслідки якого невидимі, але вони постійно впливають на екологію. Концентрація токсичних домішок у хімічних відходах стабільна, і врешті всі вони перейдуть в екосферу.

     Еколог ГЕС

Еколог. Гідроенергетичні технології мають чимало переваг, але є й значні недоліки. Наприклад, збіднення водних ресурсів під час посухи може вплинути на кількість виробленої енергії. Це може стати проблемою там, де гідроенергія становить значну частину в енергетичному комплексі країни; будівництво гребель є причиною багатьох проблем: переселення мешканців, замулення водосховищ, водних суперечок між сусідніми країнами, значної вартості цих проектів. Будівництво ГЕС на рівнинних річках призводить до затоплення великих територій. Значна частина площі водойм, що в таких випадках утворюється, - мілководдя. Влітку у них активно розвивається водяна рослинність, відбувається так зване «цвітіння» води. Греблі перешкоджають міграції риб. Багатокаскадні ГЕС перетворюють річки на низку озер, де виникають болота. У цих річках гине риба, а навколо них змінюється мікроклімат, ще більше руйнуючи природні екосистеми.

Неприваблива картина може змінитися на краще, коли застосовувати для вироблення електрики енергію, що здатна відновлюватись. Це енергія Сонця, вітру, припливів та відпливів, геотермальна енергія, енергія магнітного поля Землі. В Україні є спеціальна програма щодо використання енергії вітру. Вона працює під патронатом  Президента України із залученням іноземних інвестицій.  

 Еколог. В Запорізькій області в м. Енергодарі  працює АЕС. Видобуток і переробка уранових руд  також пов’язані з несприятливої екологічною дією. Але головною проблемою залишаються захоронення високо активних відходів.  Обсяг особливо небезпечно радіоактивних відходів становить близько однієї стотисячної  частини від загальної кількості відходів,  серед яких є високотоксичні хімічні елементи та їхні стійкі сполуки. Розробляють методи їхньої консервації, надійно зв’язування й розміщення у тривких геологічних формаціях, де, за розрахунками фахівців вони можуть зберігатися впродовж тисячоліть.

         Значним недоліком атомної енергетики є радіоактивність палива і продуктів його розпаду.  Це вимагає створення захисту від різного типу радіоактивного випромінювання ,  що значно підвищує вартість енергії, яку виробляють АЕС.  До того ж , іще одним недоліком АЕС є теплове забруднення водних ресурсів.

         Цікаво зазначити, що, за даними групи англійських медиків, особи, які працювали продовж 1946-1988рр. на підприємствах британської  ядерної промисловості, живуть у середньому довше, а рівень смертності серед них з усіх причин, зокрема й раку, значно нижчий. Якщо враховувати реальні рівні радіації та концентрації хімічних речовин в атмосфері, то можна стверджувати, що вплив останніх на флору загалом доволі значний порівняно зі впливом радіації. Невиправним лихом для України залишається трагедія на ЧАЕС. Але вона більше стосується того соціального ладу,  що її породив, ніж атомної електроенергетики.

Учитель: ми познайомились з основними екологічними проблемами всіх типів електростанцій. Хочу, щоб ви усвідомили і свою важливу роль у розв’язанні екологічних проблем, адже тільки всі разом ми зможемо захистити довкілля, врятувати життя на Землі.

Раджу задуматись над словами Л. Костенко.

Вірш Л. Костенко

Зупинись, людино, подивись,

І подумай, що тебе чекає.

Якщо ти не зможеш як колись

Босоніж пройтись зеленим гаєм.

Якщо ти не зможеш до озер

Ніби до люстерка нахилитись,

Якщо ти не зможеш відтепер

Із криниці жодної напитись.

Якщо раптом, звідки не візьмись,

Газ страшний почне тебе душити,

Зупинись, людино, озирнись,

І подумай, як нам далі жити?

Учитель: А задуматись є над чим. Глобальними екологічними проблемами є парниковий ефект, кислотні дощі, ядерні відходи, смог, глобальне потепління, озонові діри. Тож заслухаємо негативний вплив енергетики на довкілля.

(схема «Вплив енергетики на довкілля»)

Екологічні проблеми (хмарки)

Парниковий ефект

         Підвищення рівня вуглекислого газу в атмосфері у середині ХХI ст. призведе до збільшення середньої температури майже на 6 ˚С. Це зумовлено діяльністю людини (вона підігріває атмосферу через спалювання великої кількості вугілля, нафти, газу), а також роботою атомних станцій. Та найголовніше: спалювання органічного палива , а також знищення лісів призводить до накопичення в атмосфері значної кількості вуглекислого газу. За останні 120 років уміст цього газу в повітрі зріс на 17 %. У земній атмосфері вуглекислий газ діє, як скло в теплиці чи парнику. Він вільно пропускає до поверхні Землі сонячні промені, але затримує тепло розігрітої Сонцем поверхні Землі. Це спричиняє розігрівання  атмосфери , відоме як парниковий ефект.

         Якщо людство не зменшить обсягу забруднень атмосфери і глобальна  температура надалі зростатиме, як у продовж останніх 20 років, то дуже швидко клімат стане теплішим, ніж будь-коли на Землі за останні 100 тисяч років. Це наблизить глобальну екологічну кризу.

    Таке підвищення середньорічної температури призведе до значних кліматичних змін, більшість яких матиме для людей вкрай негативні наслідки. Парниковий ефект змінить такі критично важливі величини, як кількість опадів, шар хмар, океанічні течії, розміри полярних крижаних шапок.

      А у мене думка інша, я, як деякі вчені, вважаю, що парниковий ефект є не результатом діяльності людини, а природним явищем. Він позитивно впливає на всі екосистеми, стабілізує температуру атмосферного повітря і є нормальним для рослинного, тваринного світу та життя людей. Парникові гази в атмосфері – як скло в теплицях, яке пропускає сонячне випромінювання і затримує інфрачервоні промені, забезпечуючи належну температуру. Інакше інфрачервоні хвилі відбивалися б у космос і температура на Землі була б на 30˚С нижчою. Життя на нашій планеті не могло б існувати.

Учитель: Ця проблема є однією з хмаринок, яка закриває наше Сонечко.

Кислотні дощі

          Оксиди сірки й азоту, що викидаються в атмосферу внаслідок згорання природного палива під час роботи теплових електростанцій і автомобільних двигунів, змішуються з туманом, водою чи снігом. Сполучаючись із атмосферною вологою, вони перетворюються на отруйні для природи речовини, утворюючи дрібні крапельки сірчаної та азотної кислот, які переносять вітри у вигляді кислотного туману та які випадають на землю кислотними дощами. Ці дощі вкрай шкідливо впливають на довкілля: гинуть ліси, знижують врожайність багатьох сільськогосподарських культур унаслідок ураження листя кислотами; вимивають з ґрунту кальцій, калій та магній, що призводить до деградації фауни і флори; прискорюють руйнування пам`ятників архітектури й житлових будинків, особливо оздобленим мармуром і вапняком; часто хворіють люди.

        Сірчистий газ та оксиди азоту, що виділяються під час згоряння природного палива, змішуючись із туманом, водою чи снігом, перетворюються на отруйні для природи речовини. Такі отруйні тумани -  смоги спричиняють обвуглювання гілок і листя, що призводить до знищення лісів.

Учитель: Ця  проблема є другою  хмаринкою, яка закриває наше Сонечко.

Ядерні відходи

        Ядерна енергія не збільшує концентрацію вуглекислого газу в атмосфері, не спричиняє кислотних дощів. Проте проблема атомних станцій не стає від того менш небезпечною. Якщо припустити, що Чорнобильська аварія була останньою у світі,  людство нікуди не дінеться від проблеми зберігання радіоактивних відходів. Враховуючи період напіврозпаду радіоактивних елементів, потрібні століття, щоб речовини з ядерного реактора стали безпечними. На жаль, нині немає навіть матеріалів, здатних так довго зберігати ядерні відходи. Тобто людство не в змозі повністю захиститися від загрози підвищення радіоактивного фону.

     Учитель: Зараз, в зв‘язку з військовими діями на Донбасі там назріває техногенна катастрофа. Це пов‘язано з тим, що в місті Константинівка знаходиться склад залишків радіаційних відходів. При потраплянні снаряду в цей склад почнеться реакція, в результаті якої хімічні речовини потраплять у воду річки Сіверського Донця – це призведе до забруднення всіх річок Донбасу.

Учитель: Ця проблема є третьою  хмаринкою, яка закриває наше Сонечко.

Таким чином техногенні  впливи людини  спричинили екологічні лиха – хмари , що закрили наше Сонце.

Нерозумне і неефективне використання електричної енергії  є головною причиною екологічних проблем . Зміна способів енергоспоживання дозволить зробити важливий крок до кращого життя  на нашій планеті.

    Такими є глобальні наслідки, які виникли в результаті добування енергії за рахунок традиційних джерел: вугілля, нафти, газу, торфу, сланців, ядерного палива тощо.

         Як  же можна зменшити використання нафти , газу, вугілля, чи урану?

         За допомогою чого можна заохочувати  виробників  і споживачів  до ефективного використання енергії?

         Які шляхи вирішення проблем?

•  зниження енергоспоживання того обладнання, яким користуються підприємства та люди у побуті.
• пошук альтернативних джерел енергії, які не призводять до руйнування довкілля.

Виступ екологічної бригади  «Не будь байдужим до майбутнього»

В роки дитинства незабутнього,

Щоб завжди хліб був на столі -

Не будь байдужим до майбутнього

Твоєї рідної землі.

Не будь байдужим до спожитого,

Запам’ятай назавжди ти:

Той в нашім світі краще житиме,

Хто вмів багатства зберегти.

Бо їх багато витрачається,

Іде на світло і тепло,

Але ще часто зустрічається

В житті в нас марнотратства зло.

Вугілля, нафти, газу маємо

Вже менше, ніж колись було,

Та світло вдень не вимикаємо,

В повітря взимку йде тепло.

Там, де ці біди не подолано,

Не борються з наявним злом -

Летять на вітер гривні, долари,

Зароблені важким трудом.

Та ми у школі постаралися,

В нас втрат непродуктивних нуль,

Щоб світло вчасно вимикалося -

Енергетичний є патруль.

Ми тут вчимося бережливості,

У кожен час, у кожну мить,

Бо знаємо про неможливість ми

При марнотратстві добре жить.

Не той багатий,

Хто бездумно тратить,

Живучи день без певної мети,

Багатий той, хто вміє заощадить,

Багатий той, хто вміє зберегти.

Презентація «Енергоефективні школи»

Учитель: Зростання масштабів використання електричної енергії, загострення проблем охорони навколишнього середовища значно активізували пошуки екологічно чистих способів вироблення електричної енергії. Інтенсивно розробляються способи використання непаливної відновлюваної енергії – сонячної, енергії вітру, хвиль, припливів і відпливів, енергія біогазу. В Україні най активніше застосовують вітрові електростанції (ВЕС) та сонячні електростанції (СЕС). Тому надається слово фахівцям ВЕС і СЕС.

         Нетрадиційні для України джерела енергії

відходи вугілля;

горючі сланці;

гідроенергія;

вітроенергія;

геотермальна енергія;

сонячна енергія;

біотехнологія, утилізації відходів.

ВЕС

Вітри – на службу людині

     «Секрети» керування вітром, використання його енергії на свою користь розкривається поступово.

    Вітряки з крилами-вітрилами з тканини першими почали споруджувати стародавні перси понад 1,5 тис. років тому. Надалі вітряки удосконалювали. В Європі вони не тільки мололи борошно, а й відкачували воду, осушували заболочені місця, розпилювали колоди і дошки, ткали полотно, віджимали олію, як, наприклад у Голландії.

     Перший вітроелектрогенератор було сконструйовано в Данії 1890 року. Через 29 років в країні працювали вже сотні подібних приладів.

    Енергія вітру дуже потужна. Її запаси, за оцінкою Всесвітньої метеорологічної організації, становлять 170 трлн кВт год на рік. Цю енергію можна отримувати, не забруднюючи довкілля. Основоположник сучасної аеродинаміки, російський учений Микола Єгорович Жуковський (1847 – 1921) обчислив теоретичний ККД вітродвигуна, який виявляється дуже високим – приблизно 60%. Але в реальних конструкціях він нижчий на 10 – 15%.

    Академік Петро Петрович Лазарев (1878 – 1942) підрахував, що енергія вітру в 3000 разів перевищує енергію, яку у світі отримують від спалювання звичайного вугілля.

    А чи не можна доручити вітрові частково замінити і вугілля, і нафту, і газ? У цьому напрямку плідно працював Юрій Васильович Кондратюк (1900 – 1942) – один із піонерів космонавтики. У травні 1932 р. Ю. Кондратюка запрошують взяти участь у конкурсі на найкращий проект потужної вітряної електростанції в Криму. Він з головою поринає в цю справу і його проект посідає перше місце. 1934 – 1938 рр. Кондратюк керує проектуванням Кримської ВЕС. Мабуть найпотужнішим вітродвигуном у передвоєнні роки була установка в районі Балаклави у Криму. Вона постачала енергію в електромережу Севастополя.

     Фахівці вважають, що там, де складно підвозити вугілля чи нафту, протягти газопровід і підвести електромережі, не можна відводити родючі землі під будівництво електростанцій, доцільніше використовувати енергію вітру.

     Учені вважають, що в районах із середньою швидкістю вітру понад 3,5 м/с будувати вітроенергетичні установки вигідніше, ніж теплові. Вітряки мають чимало переваг. Вони, наприклад, не забруднюють атмосферу. Більшу частину площі, на якій установлено вітродвигун, можна використовувати під сільськогосподарські угіддя або інші потреби. Використання енергії вітру принесе енергетиці кілька мільярдів кВт год електроенергії. У світі зараз працює 30 тис. вітряків різної потужності.

 Україна за вітроенергетичними потужностями посідає в Європі 13-те місце. І це тільки початок. Згідно з «Комплексною програмою будівництва вітростанцій в Україні», за рахунок ВЕС планують компенсувати до 25% сумарного споживання електроенергії в Україні.

 За першою редакцією «Енергетичної стратегії України на період до 2030 р. і подальшу перспективу» передбачено досягнення до 2030 року потужності вітроелектростанцій 5 – 7 млн. кВт з річним виробництвом електроенергії 12 млрд. кВт год. При цьому вартість електроенергії, яку виробляють ВЕС потужністю 600 кВт, уже сьогодні відповідає вартості електроенергії теплових електростанції і нижче.

 Тобто перспективи розвитку вітроенергетики в Україні, яка має потужні ресурси вітрової енергії, чудові. Якою мірою Україна має намір скористатися наданою можливістю? Певну відповідь може дати п’ятирічна історія Новоазовської вітроенергостанції. Влітку 2003 року на ній запустили дві вітрові установки потужністю 600 кВт кожна. Так завершився один з етапів будівництва найбільшої із семи вітроелектростанції України, проектна потужність якої становить 50МВт. До цього на узбережжі Азовського моря електрику вже виробляли 134 вітроустановки загальною потужністю 14,4 МВт.      

                                            СЕС (Сонячні електростанції)

Електростанції без турбін (СЕС)

   Енергія Сонця належить до постійно відновних, майже невичерпних джерел енергії. Завдяки розробці високоефективних методів перетворення сонячної енергії на електричну Сонце може забезпечити потребу в електроенергії впродовж багатьох сотень років. Енергії Сонця, певно, вистачить на виробництво 11 000 к Вт*год електроенергії на рік.

   Сонячна енергія є « чистою», тому що її споживання не пов’язане зі складними технологічними процесами, які дають шкідливі продукти, - отруйні гази, дим, золу, що забруднюють довкілля.

   Найбільша перевага установок полягає в тому, що вони лише перетворюють енергію Сонця і не збільшують вмісту вуглекислого газу в атмосфері, а тому не порушують теплову рівновагу нашої планети.

   Сонячні нагрівачі, працюючи за принципом « гарячої скрині», набули найбільшого поширення. Установка складається з дерев'яного ящика з кришкою з віконного скла. На дно насипано шар піску, в якому знаходиться трубчастий змійовик. У змійовик надходить холодна вода з водопроводу. Ящик ставлять під нахилом, скляною кришкою на південь. Сонячне випромінювання проникає крізь скляну кришку ящика й нагріває змійовик із водою та пісок. Теплове випромінювання піску віконне скло не пропускає на зовні.

   До того ж, скло зменшує теплові витрати від вітру. Тому пісок, а від нього вода в змійовику нагріваються, до того ж їх температура підвищується на 40-

50 ⁰ С порівняно з температурою навколишнього середовища. Зі змійовика вода тече до місця споживання. За таким принципом діють сонячні нагрівачі.

   Геліоприлади здебільшого прості, дешеві, пожежобезпечні, а головне – використовують дармову енергію і тим самим економлять корисні копалини. Для отримання високих температур використовують печі, які концентрують сонячну енергію. Головною складовою сонячної печі є велике параболічне дзеркало, що збирає у своєму фокусі промені, що падають на нього й утворюють яскраву фокальну  пляму.

    У південних районах нашої країни, де протягом  року багато сонячних днів, можна будувати надзвичайні будинки, в яких чорний похилий дах – велика панель кремнієвих фотоелементів, що дуже схожа на панелі сонячних батарей. Площа даху будинку 50-70 м², у сонячний літній день він може віддавати електричну потужність  до 4 - 6 кВт. У внутрішню мережу будинку можна вмикати будь-які стандартні електроприлади – лампи, телевізори, холодильники.

   Кілька будинків працюватимуть у загальній електричній  мережі, в цьому випадку електроні синхронізатори змушують усі перетворювачі напруги працювати узгоджено. До мережі можна під'єднувати будинки, де акамулятори мати небажано, наприклад, дитячий садок, а також споживачі електроенергії, які не мають своїх сонячних батарей.

   Щоб отримати достатньо потужності від джерела енергії, до такої мережі під'єднують кілька сонячних батарей, установлених на майданчику просто неба.

Економіст. Слід зазначити, що вітер як енергоресурс не імпортується, поновлюється і є абсолютно безкоштовним. Промислове виробництво ВЕУ створює додаткові робочі місця, збільшує валютні резерви країни за рахунок продажу ВЕУ та збільшує находження до бюджету за рахунок податків.

Сонячну енергію часто називають остаточним розв’язанням світової енергетичної проблеми. Серед переваг сонячної енергії – її вічність і виняткова екологічна чистота. Сонячна енергія надходить на всю поверхню Землі, лише полярні райони планети страждають від її нестачі. Тобто майже на всій земній кулі лише хмари та ніч заважають користуватися нею постійно. Така загальна доступність робить цей вид енергії закритим для монополізації, на відміну від нафти і газу. Сонячна енергія як ресурс не імпортується, поновлюється і є безкоштовною. Основна проблема на шляху використання сонячної енергії - як вловити найбільшу частину потоку сонячної енергії та з найменшими втратами перетворити на тепло чи струм. За рахунок використання сучасних технологій вартість електроенергії, отриманої на СЕС, наблизилися до вартості енергії, отриманої на атомних електростанціях, і становить загалом 8 – 10 центів за 1 кВт. Така електростанція може працювати тільки в умовах прямого освітлення сонячними променями. Тому часто, щоб уникнути перебоїв у генерації струму, такі станції комбінують зі звичайними тепловими електростанціями. Технічна складність підтримання ефективної роботи сонячної електростанції та доволі великі площі дзеркал для отримання достатніх у промисловості обсягів електроенергії стримують швидкий розвиток цього напряму сонячної енергетики. Так, для електростанції потужністю 1 тис. МВт необхідна площа встановлених сонячних колекторів 13 – 25 , залежно від географічного розташування електростанції. Це більше, ніж площа, яку займає звичайна електростанція, але менше, ніж площа, яку займає станція і відкритий кар’єр для видобутку вугілля, яке вона спалює.

Згідно з Державною програмою енергозбереження, до 2010 року економія паливно – енергетичних ресурсів за рахунок упровадження нетрадиційної енергетики становитиме.

Напрям нетрадиційної енергетики	Обсяг (у млн т)
	2000	2005	2010
Вітроенергетика	0,018	0,25	0,969
Сонячна енергетика	0,033	0,11	0,306

           

Еколог. Сучасна вітротехнологія отримання енергії є найдешевшим способом вироблення екологічно чистої енергії. «Добування вітру» не шкодить довкіллю та здоров’ю людей, не спотворює ландшафт. Безперечною перевагою вітрових електростанцій є те, що єдиним чинником забруднення навколишнього середовища є створення під час їхньої роботи шуму низької частоти. ВЕС завдають шкоди птахам, якщо розташовані у напрямі масових міграцій та в місцях гніздування.

     Сонячні батареї не створюють шуму, не залишають відходів, не споживають палива. У батарей  немає механізмів, що рухаються, тут не споживаються й не виділяються жодні речовини. Їх можна використовувати майже в будь-якій сфері, де потрібна електроенергія. Через те,що фотоелектричні технології є дорогими, але ефективними, швидкому розвитку фотоелектричного ринку у світі сприяє державна фінансова підтримка. Наприклад, у США та країнах Європейського Союзу діє програма «1 000 000 сонячних дахів, яка передбачає стимулювання тих, хто послуговується цією технологією.

Переваги електростанцій    (Робота в групах)

Переваги ТЕС

1.      Розміщення ТЕС на будь-якій території.

2.      Працюють практично на всіх видах палива.

3.     Виробляють внутрішню енергію (гарячу воду для опалення і водозабезпечення  пару для технічних потреб).

4.     ККД  ТЕС –  40%  - 70%.

5.     Потужність ТЕС – 3600 МВт

Запорізька ТЕС і Вуглегірська ТЕС – найпотужніші.

Переваги АЕС

1.     Побудова АЕС на територіях, віддалених від ресурсів хімічного палива.

2.     Запасів ядерного палива для АЕС у сотні разів більше, ніж органічного палива.

3.     АЕС майже не виділяють в атмосферу хімічних забруднювачів.

4.     Радіаційний вплив АЕС на природне середовище у 10 разів менший від допустимих.

5.     Екологічний вплив різноманітних енергетичних джерел для здоров’я людей – мінімальний, як для працівників АЕС, так і для населення (якщо АЕС працює нормально).

6.     Максимальна потужність  (Запорізької АЕС)  – 6000 МВт. ККД  АЕС – 35%.

Переваги ГЕС

1.     Витрати на будівництво ГЕС великі, але вони компенсуються тим, що не треба платити за джерело енергії – воду.

2.     Потужність ГЕС перевищує 100 МВт – 1500 МВт. Дніпровська ГЕС -  найпотужніша. ККД  ГЕС - 95%.

3.     Електроенергія ГЕС у 4 - 8 разів дешевша від електроенергії, яка виробляється на ТЕС і АЕС.

4.     Гідроенергія річок, що використовується на ГЕС відтворюється природно.

Переваги ВЕС

1.     Вітер,  як енергоресурс не імпортується, поновлюється і є абсолютно безкоштовним.

2.     Невичерпність ресурсів.

3.     Доступність для використання.

4.     Наявність у будь-якій місцевості.

5.     Відсутність необхідності транспортувати енергію.

Переваги СЕС

1.     Перетворює енергію Сонця і не збільшує вмісту вуглекислого газу в атмосфері.
2.     Не порушує теплової рівноваги планети.

3.     Сонячні батареї прості в конструкції, дешеві, пожежобезпечні.

4.     Використовують дармову енергію і тим самим економлять корисні копалини.

5.     Сонячні батареї не створюють шуму, не залишають відходів, не споживають палива.

6.     Сонячна енергія – вічна і  екологічно чиста.

Екологічний вплив ТЕС (Недоліки)

- виділення великої кількості теплоти;

- забруднення атмосфери газоподібними викидами; (СО₂, NO_2, СО)

- радіоактивне забруднення;

-  забруднення земної поверхні  шлаками.

Екологічний вплив ГЕС

- затоплення величезних площ родючих земель;

-  підвищення рівня ґрунтових вод;

-  заболоченість територій та виведення із посівного обігу значних площ землі;

-  «цвітіння» водойм, що призводить до загибелі риб та інших мешканців водойм.

Екологічний вплив АЕС

-  забруднення атмосфери радіоактивним газом - радоном;

-  радіоактивне забруднення машин, приміщень, обладнання, одягу персоналу на території АЕС;

-  утилізація радіоактивних відходів;

- значне теплове забруднення.

Недоліки ВЕС

1.     Надлишок енергії у вітряну погоду (бурі, урагани).

2.     Брак енергії у безвітряну погоду.

3.     Енергія вітру мала, а його сила і напрям змінюються.

4.     Повітряний гвинт треба піднімати на велику висоту.

5.     Шум вібрацій лопатей.

Недоліки СЕС

1.     Велика поверхня сонячних батарей.

2.     ККД сонячних батарей 18 – 23 % , але вчені працюють над цим недоліком.

Учитель: Що потрібно зробити, щоб наше Сонечко,  яке забезпечує нас енергією, стало чистим, яскравим і  хмарки з нього зникли.(зберігати енергію)

Які способи енергозбереження?

            (Поради щодо ефективного використання електроенергії)

- Не залишайте увімкненими освітлення у кімнатах, якщо в цьому немає потреби.

- Пам’ятайте, що близько 30% загального обсягу електроенергії у побуті витрачається  саме освітлювальними приладами.

- Не залишайте електроприлади у режимі очікування. Пам’ятайте, що навіть телевізор чи комп’ютер, який начебто не працює, але не відключений від живлення, продовжує споживати електроенергію.

- Намагайтеся використовувати електроприлади  ефективно, Навіщо вашому кондиціонеру працювати вдень, коли ви на роботі? Адже тепло чи прохолода потрібні саме вам, а не вашій оселі. До того ж, якщо у вас встановлений багато тарифний лічильник, користування енергомісткими приладами вночі буде  вигіднішим.

- Перш ніж відкрити холодильник, пам’ятайте, що кожна зайва секунда його відчинених дверцят перетворюється на додаткові хвилини роботи компресора. Доречно також тримати холодильник  повністю завантаженим, адже чим  більше в холодильнику холодних продуктів, тим менше холоду втрачається під час відкривання дверей. Навіть найбільш економний сучасний холодильник за місяць споживає близько 35-40 кВт/год електроенергії, але споживання може зрости й до 80 кВт/год, якщо не дотримуватися  вище наведених рекомендацій.

- Заміна старих лампочок на нові (енергозбережні) зменшить споживання електроенергії  у 5 разів. Ще більш економними є світлодіодні  лампи, які за тієї  самої потужності споживають у 10 разів менше електроенергії, ніж звичайні лампи розжарювання.

- Купуючи нову побутову техніку,намагайтеся обирати більш економну –

класу А, використання якої також дає змогу зменшити споживання електроенергії ( наприклад, телевізори нового покоління споживають у 3-5 разів менше електроенергії, ніж старі).

- Удома доцільніше використовувати не звичайний стаціонарний комп’ютер, а ноутбук. Це дає змогу скоротити енергоспоживання майже у 5 разів.

- Якщо ви перериваєте прасування (більш ніж на хвилину), краще вимкнути праску, адже сучасні подібні прилади нагріваються до робочої температури за лічені секунди, а от їхня потужність становить 1,5 – 2 кВт/год.

- Користуючись електрочайником, не кип’ятіть воду. Наливайте стільки, скільки необхідно.

- Для електроплити варто придбати спеціальний посуд із нержавіючої сталі, при цьому дно посуду має бути не меншим за розмір конфорки, щоб уникнути втрат тепла. Вимикати плиту слід за 10-15 хв до повної готовності страви. Дуже економною у використанні є пароварка, що споживає електроенергії у 5-6 разів менше.

Якщо дотримуватися цих простих порад, вдумливий економний споживач за ті самі гроші може отримати у 2-3 рази більше послуг, ніж пересічний громадянин, що не звик рахувати свої кошти.

Виступ учнів по сталому розвитку

«БАГАТИЙ ТОЙ, ХТО НЕ ВТРАЧАЄ»

         1 учень:

Народна мудрість нас навчає:

         Усі:

«Багатий той, хто не втрачає!»         І я, і він, вона і ти!

Навчаймось землю берегти,

         2 учень:

Ось бачиш, світ навколо ясний,     Але давайте поміркуємо:

Життя здається нам прекрасним.  Чи все сьогодні ми рахуємо?

         3 учень:

Чи вчасно світло вимикаємо?                  І скільки садимо лісів,

Чи кран поламаний справляємо?  Щоб світ зелений не лисів?

         4 учень:

Ось факти, що говорять нам          Ці цифри треба було б знати,

Про негаразди тут і там…              Читати й аналізувати.

         5 учень:

Так, цифри ці – жахливі дуже!          Бо кожна цифра аж кричить:

Не будемо до них байдужі.               «Допоможіть! Допоможіть!

       6 учень:

Початок ХІ століття - надзвичайно складний і вирішальний період в історії людства. Різко загострилися стосунки між людиною і природою, а це може призвести до загрози існування людської цивілізації.

   За підрахунками вчених встановлено:

-         за рік з одного крана втрачається 2000 літрів води, якщо з нього витікає лише 10 крапель за хвилину;

-         для того, щоб 12 годин щодня протягом року горіла одна лампа потужністю 100 Ватт, необхідно спалити 180 кг вугілля, внаслідок чого в атмосферу буде викинуто 425 кг СО2;

-         щорічно спалюють близько 2 млрд. т. вугілля, викидається в атмосферу мільярди тонн шкідливих речовин;

-         приблизно третина сонячної енергії відбивається атмосферою Землі назад у космічний простір;

-         через стіни виходить 10-30% усіх втрат тепла в квартирі і 30-50% усіх втрат у будинку;

-         витрати енергоресурсів на одиницю виготовленої продукції більш ніж у 1,5 перевищують зарубіжні показники;

-         загальний потенціал енергозбереження в Україні становить близько 45% від обсягу спожитих паливно-енергетичних ресурсів.

7 учень:

Через 200 - 250 років на Землі скінчаться запаси нафти, вугілля, горючих сланців і торфу, тому надзвичайно гостро постане енергетична проблема

8 учень:

Упродовж найближчих 20-30 років через техногенні зміни в навколишньому середовищі світ може втратити 2 млн. видів рослин і тварин.

9 учень:

Хижацький промисел риби у Світовому океані та внутрішніх морях протягом останніх 25-30 років призвів до катастрофічного зменшення

рибних запасів у всьому світі.

10 учень:

Підраховано, що в результаті діяльності людини понад 15% усієї площі суходолу деградовані, щорічно з оброблених земель виноситься понад 20 млрд. т. корисних речовин.

1 учень:

Забруднення небезпечними речовинами призводить до збільшення розмірів озонових дір та активізації розвитку парникового ефекту на планеті.

2 учень:

Вирубування лісів і Бразилії, США, Південній Азії, Альпах, Карпатах призвело до почастішання катастрофічних повеней на річках цих регіонів.

3 учень:

Якщо раніше сильні повені і селі траплялися один раз на 50-80 років, то тепер - через кожні 4-6 років !

4 учень:

Вчені визначили, що впродовж останнього сторіччя середня температура біля земної поверхні підвищилася на 0,6⁰ С, а рівень Світового океану піднявся на 15-17 см.

5 учень:

Розв'язати означенні проблеми можна лише об'єднавши зусилля всіх країн світу, саме тому їх називають глобальними.

6 учень:

Ще краще замість цифр – до діла.

Щоби планета уціліла

 Потрібно їй допомагати.

           Всі. Природу будем зберігати

7 учень

Здається, цифри всі відомі,

Хоча є трохи й незнайомі.

Нехай проблеми ці рішають

Дорослі, бо вони все знають!

8 учень

Ну, що я можу сам зробити?

Хіба що… можу не смітити,

Дерева згоден поливати

І світло вчасно вимикати.

9 учень

Це - дрібні кроки для планети,

Вона ж попала у тенета

Глобальних і стрімких проблем,

Палає все від них вогнем.

Фрагмент відеоролика «Екологічні проблеми людства»

10 учень

Щоби планету зберігати,

Нам треба разом все долати.

Так приберем сміттєві хащі,

І зміним світ тоді на краще.

1 учень

А з розповсюджених відходів,

Що зберемо ми на природі,

Нові предмети прийдуть в дім

І будуть слугувати всім.

2 учень

І гори зменшаться сміття,

Чорнобиль піде в небуття.

Той, хто уміє рахувати,

Все – все повинен зберігати!

Фрагмент відеоролика «Чарівний світ природи»

3 учень

Поглянь навколо: світ прекрасний.

Щоб зберегти його завчасно,

Беремось разом всі до діла!

Щоб кожна гривня уціліла,

4 учень

Щоб ми за все відповідали

Й господарями справді стали.

Нехай же скажуть усі діти:

Всі:

Планеті нашій вічно жити!

ІІІ. Підсумок

Учитель. Отже, електрична енергія – це наслідок розвитку цивілізації. Вона дає нам можливість переглядати телепередачі, слухати радіо, користуватися багатьма пристроями. Але скажіть, про що завжди слід пам’ятати, користуючись будь - яким досягненям цивілізації?

Учні. Про вплив цих досягнень на довкілля.

Учитель. Чому, вимикаючи зайве освітлення у квартирі, ви сприяєте охороні навколишнього середовища?

Учень . Заощадивши електричну енергію, ми зменшуємо викиди в довкілля шкідливих речовин, меншим буде використання води.

Учитель. Як ми користуємось електроенергією, яку так складно виробляти? Особливе значення має бережливе використання електричної енергії. Нерідко стається так: горить електрична лампа, працює телевізор чи магнітофон, а в кімнаті нікого немає. Це означає, що енергія витрачається марно.

    Конструктори працюють над електроприладами, які споживали б меншу кількість електричної енергії за незмінних потужностей. Тож чим сучасніший електроприлад, тим менше електроенергії він споживає. Гадаємо, так буде й надалі. Природні ресурси постійно зменшуються. Наше завдання – берегти природу.

         А зараз я хочу запропонувати один цікавий експеримент. З’ясуймо, хто з вас може відмовитися від благ цивілізації заради збереження довкілля. Прошу всіх заплющити очі і піднести руку, хто готовий це зробити. Дякую.

        У нашій державі важливими є проблеми економії та збереження теплової та електричної енергії, які пов’язані між собою. Завдяки електричної енергії ми отримуємо тепло для наших приміщень. Відомо, що так званий рух потоку теплової енергії (теплоти) відбувається з об’єму кімнати крізь стіни. Цей рух характеризується опором безперешкодного проходження теплового потоку. Чим тепловий опір стіни чи вікна більший, тим краще вони утримують тепло, не даючи змоги йому нагрівати зовнішнє повітря.

 Учені підвищили тепловий опір шляхом нанесення тонкого прозорого покриття на поверхню скла з боку кімнати. Ця плівка відбиває назад у кімнату теплове випромінювання, повертаючи чималу кількість енергії. Таке вікно пропускає вдень теплову енергію Сонця й не пропускає його назад надвір. Подбали вчені і про стіни. Тепер стіни будинків ізсередини обробляють розчином, що не пропускає тепло з кімнати надвір. Перші зразки таких будинків уже побудовано в Києві й Харкові. Навіть без вмикання системи опалення в такому будинку за рахунок виділення теплоти людьми та електроприладами підтримуються різниця температур близько 20⁰ С між житловим приміщенням  і довкіллям. А це означає, що жителі таких будинків вмикають обігрівачі лише в особливо холодні дні та ночі. Ви можете зменшити втрати теплоти у своїй квартирі. Для цього треба за допомогою замазки ліквідувати щілини між віконною рамою і стіною, щілини в підлозі. Клейкою стрічкою заклеїти щілини між склом і рамою. У кімнаті треба забезпечити доступ повітря до батарей опалення, а за ними поставити листи з фольги, щоб не нагрівати зовнішню стіну.

Учитель: Ми розглянули деякі питання сучасної енергетики. Усі вони є дуже актуальними. Тому на парламентських слуханнях було розглянуто «Енергетичну стратегію України на період до 2030 року».

Вона передбачає:

·        перехід теплоенергетики на українське вугілля (зменшиться залежність від палива іноземних країн та знизиться собівартість виробленої електроенергії);

·        майбутній розвиток атомної енергетики, підвищення безпеки атомних реакторів, які можуть виробляти не менш ніж половину необхідної країні електроенергії;

·        розвиток нетрадиційної енергетики, яка є екологічно чистою і порівняно дешевою.

Учитель: звичайно, неможливо за один урок охопити всі проблеми енергетики, екології та економіки, бо їх надто багато. Але ви добре сьогодні попрацювали.

Зрозуміло. Просто любові до природи сьогодні вже замало. Щоб покращити екологічну ситуацію у світі, необхідні великі зусилля. Кожен із нас може зробити чимало. Хіба потрібні якісь закони, щоб не розкидати сміття, дбайливо ставитися до всього живого, до Землі? Ні, потрібні чуйне ставлення до нашої планети, елементарна порядність і виховання.

Мимоволі згадуєш слова мудрого Ізота Лободи, які звучать як заповідь всім нам, хто живе на планеті Земля:

 « Дорожіть днем – ось що я вам скажу, молоді!

Дорожіть миттю, секундою!

Живіть так, щоб встигли зоставити слід після себе путящий.

Живе не той, хто чадить. Живе – хто іскрить!

Дорожіть миттю!

Тема: "Електричний струм у газах. Самостійний і несамостійний розряди. Застосування струму в газах у побуті, в промисловості, техніці."

ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ У ГАЗАХ
Прочитавши назву, дехто з вас здивується: ми ж  вивчали, що гази є діелектриками, а це означає, що в них немає вільних заряджених частинок. Тож про який електричний струм може йти мова? Зауваження цілком слушне, але йшлося про те, що гази є діелектриками за звичайних умов. Однак існують умови, за яких гази можуть ставати провідниками. Про те, коли це відбувається і що собою являє електричний струм у газах, ітиметься в цьому параграфі.
Проводимо експеримент
Складемо електричне коло з потужного джерела струму, гальванометра та двох металевих пластин. Пластини відсунуті одна від одної, отже, між ними є повітря. Замкнувши коло, побачимо, що стрілка гальванометра не відхиляється. А це означає, що в колі немає електричного струму або струм такий слабкий, що навіть чутливий гальванометр його не реєструє. Таким чином, можна зробити висновок: за звичайних умов у повітрі немає вільних заряджених частинок і воно не проводить електричного струму.
Помістимо між металевими пластинами запалену спиртівку і побачимо, що стрілка гальванометра відхиляється. 

Експеримент. 

Це означає, що в повітрі з'явилися вільні заряджені частинки і воно почало проводити електричний струм. З'ясуємо, що це за частинки, звідки і як вони з'явилися.
Знайомимося з механізмом провідності газів
Ви знаєте, що атом будь-якої речовини складається з позитивно зарядженого ядра та негативно заряджених електронів. Оскільки сумарний заряд електронів дорівнює заряду ядра, то атоми й молекули, з яких складається повітря, електронейтральні. Тому за звичайних умом повітря є ізолятором.
Полум'я нагріває повітря, й кінетична енергія теплового руху молекул (атомів) повітря збільшується. Тепер у разі їхнього зіткнення електрон може відірватися від молекули (атома) та стати вільним. Втративши електрон, молекула (атом) стає позитивним йоном.
Під час теплового руху електрон, зіткнувшись з нейтральними молекулою чи атомом, може «прилипнути» до них — таким чином утвориться негативний йон.
Процес утворення позитивних і негативних йонів та вільних електронів з молекул (атомів) називають йонізацією.
У результаті йонізації в газі з'являються вільні заряджені частинки: електрони, позитивні і негативні йони. Такий газ називають йонізованим.
Якщо йонізований газ помістити в електричне поле, то під дією поля позитивні йони рухатимуться в напрямку пластини, з'єднаної з негативним полюсом джерела струму, а електрони та негативні йони — в напрямку пластини, з'єднаної з позитивним полюсом джерела. У просторі між пластинами виникне напрямлений рух вільних заряджених частинок — електричний струм.
Електричний струм у газах являє собою напрямлений рух вільних електронів, позитивних і негативних йонів.
Слід звернути увагу на той факт, що газ може стати йонізованим не тільки в результаті підвищення його температури, але й внаслідок впливу інших чинників. Наприклад, верхні шари атмосфери Землі йонізуються під дією космічних променів; сильний йонізацій-ний вплив на газ мають рентгенівські промені й т. д.
ВДаемо визначення несамостійного газового розряду Електричний струм у газах інакше називають електричним або газовим розрядом. Дослід показує, що якщо усунути причину, яка викликала йонізацію газу (прибрати пальник, вимкнути джерело рентгенівського випромінювання тощо), то газовий розряд зазвичай припиняється.
Газовий розряд, який відбувається тільки за наявності зовнішнього йонізатора, називають несамостійним газовим розрядом.
З'ясуємо, чому після припинення дії йонізатора газовий розряд припиняється.
По-перше, у процесі теплового руху позитивний йон може наблизитися до електрона і притягти його, у результаті чого утвориться нейтральна молекула (атом) газу. Цей процес називають рекомбінацією. Унаслідок рекомбінації кількість вільних заряджених частинок у повітряному проміжку між пластинами зменшується.
По-друге, позитивний йон, досягши негативного електрода (катода), «забирає» з нього електрон і перетворюється на нейтральну молекулу (атом). Аналогічно негативний йон, досягши позитивного електрода (анода), віддає йому зайвий електрон і теж перетворюється на нейтральну молекулую (атом). Нейтральні молекули (атоми) повертаються в газ, а вільні електрони притягуються до анода й поглинаються ним.
Якщо йонізатор «працює», у газі безперервно з'являються нові йони. Після припинення дії йонізатора кількість вільних заряджених частинок у газі швидко зменшується і газ перестає бути провідником електрики.

Дізнаємося про йонізацію електронним ударом.
За певних умов газ може проводити електричний струм і після припинення дії йонізатора.
Газовий розряд, який відбувається без дії зовнішнього йонізатора, називають самостійним газовим розрядом.
Розглянемо, як відбувається самостійний газовий розряд. Уявіть собі вільний електрон, що під дією електричного поля рухається в напрямку від катода до анода. Під час руху швидкість електрона поступово зростає (аналогічно тому, як зростає швидкість каменя, що падає, під дією гравітаційного поля Землі). Разом з цим на своєму шляху електрон стикається з частинками газу (атомами, молекулами, йонами) і втрачає свою швидкість. Якщо ж на проміжку між зіткненнями електрон встигне набути великої швидкості, а отже, достатньої кінетичної енергії, то, зіткнувшись з нейтральними атомом чи молекулою, він може вибити з них електрон, іншими словами, може їх йонізувати. Таким чином, у результаті йонізації атома чи молекули утворюються позитивний йон і ще один електрон. Послідовність таких зіткнень спричиняє створення електронної лавини. 

Електронна лавина

Описаний процес називають ударною йонізацією або йонізацією електронним ударом.
Усі електрони, що утворилися внаслідок ударної йонізації, прямують до анода і врешті-решт поглинаються ним. Проте газовий розряд не припиниться, якщо в ньому будуть з'являтися нові електрони. Одним із джерел нових електронів може бути поверхня катода. Річ у тім, що утворені внаслідок ударної йонізації позитивні йони прямують до катода й вибивають з нього ноні електрони. Іншими слонами, наслідок бомбардування катода позитиними іонами відбуваеться емісія (випускання).

З'ясовуємо, за яких умов можлива йонізація електронним ударом

Щоб електрон зміг у разі зіткнення вибити електрон із нейтральних атома чи молекули, він має набути достатньо великої енергії. Досягти її електрон може у двох випадках: якщо буде або довго розганятись, або швидко розганятись.
За атмосферного тиску електрон дуже часто зазнає зіткнень, тому електричне поле, в якому він рухається, має бути досить сильним., щоб електрон зміг набути енергії, необхідної для йонізації за короткий проміжок часу між зіткненнями.
Якщо ж газ досить розріджений, то час між зіткненнями значно збільшується й електрон може набути енергії, необхідної для йонізації молекули, в слабішому полі.

Підбиваємо підсумки

За звичайних умов газ практично не містить вільних заряджених частинок, тому не проводить електричного струму. Щоб газ почав проводити струм, його необхідно йонізувати. Йонізацією газу називають процес утворення позитивних і негативних йонів та вільних електронів з електрично нейтральних атомів і молекул.
Електричний струм у газах являє собою напрямлений рух вільних електронів, позитивних і негативних йонів.
Газовий розряд, який відбувається тільки за наявності зовнішнього йонізатора, називають несамостійним газовим розрядом. Розряд у газі, що відбувається без дії зовнішнього йонізатора, називають самостійним газовим розрядом — він можливий завдяки йонізації електронним ударом та емісії електронів з катода.