Экологические проблемы энергетики

Статья из научного журнала

“Global” от 21 октября

2083 года.

Статья из научного журнала “Global”

“Наступил 2083 год. Планете Земля угрожает необратимая катастрофа. Из-за теплового и химического загрязнения атмосферы и гидросферы среднегодовая температура планеты 220С, хотя норма – 150С, а критическое значение – всего 190С. Начинают таять вечные льды Арктики и Антарктики. Уже затоплена значительная часть прибрежной зоны. Под водой оказались Нью-Йорк и Петербург, Сидней и Лиссабон, Лос-Анджелес и Рио-де-Жанейро. В мире царит хаос. Люди бегут вглубь континентов. Политическая и экономическая стабильность, с трудом установленная за последние десятилетия, подорвана. В Африке вновь стал обычным явлением голод, о котором давно никто не помнил. В некоторых регионах свирепствуют эпидемии забытых болезней. Человеческая цивилизация пожинает плоды бесконтрольного потребления энергии. Выступления многих учёных в течение нескольких десятилетий никто не хотел слышать. На первое место всегда ставилось благо человека, а природе нужно было терпеть.

Но терпение закончилось и человечество летит в глубокую пропасть, выбраться из которой будет очень непросто.Но не всё ещё потеряно. В нескольких точках Европы сохранились экологические научные центры, в которых знают, как остановить катастрофу и даже обратить процесс глобального потепления. Руководство трёх крупнейших центров (БНИИКОТ – Белорусский научно-исследовательский институт катастроф окружающих территорий; УНК – Украинская научная компания; РАО-ЕЭС – Региональное альтернативное общество – Екатеринбургские экосистемы) решает создать десантные группы, которые будут высаживать в разных точках Земли и на местах решать проблемы теплового и химического загрязнения. Предполагается, что если миссия “Экологического десанта” (как называли эти группы люди) будет успешной, то в течение нескольких лет температура достигнет своего нормального значения и вода отступит. Земля будет спасена”.

Статья из научного журнала “Global”

Перед нами три группы:

БНИИКОТ – Белорусский научно-исследовательский институт катастроф окружающих территорий;

УНК – Украинская научная компания;

РАО-ЕЭС – Региональное альтернативное общество – Екатеринбургские экосистемы.

Вы должны справиться с поставленной задачей:снизить среднегодовую

температуру с 220С до отметки, которая должна быть ниже

критической – 190С.

Игра “Экологический десант”

1 этап. “Уровень подготовки”

Открываем по порядку ячейки, на них название физической величины

На доске надо записать её буквенное обозначение и единицу измерения в

системе СИЗа каждый правильный ответ температура

снижается на 0,10С.

количество теплотыначальная температурамассаудельная теплоёмкость конечная температураудельная теплота сгорания

топлива

Проверим

количество теплоты (Q, Дж); начальная температура (t1, 0С); масса (m, кг); удельная теплоёмкость

(с, Дж/кг? 0С); конечная температура (t2, 0С); удельная теплота сгорания топлива

(q, Дж/кг).

2 этап. “Доверие

”показать свои теоретические

знания

За каждый правильно угаданный термин температура снижается

на 0,050С. Вперёд!

Вид теплопередачи, происходящий из-за взаимодействия молекул.

Как с латинского языка переводится слово конвекция?

Единица измерения количества теплоты, применяемая для определения энергетической ценности продуктов.

Одна из величин, от которой зависит передаваемое телу количество теплоты.

Процесс изменения внутренней энергии тела без совершения работы.

Самое энергоёмкое топливо.

Вещество с наименьшей теплоёмкостью.

Что обладает самой низкой теплопроводностью?

Вид теплопередачи, протекающий в вакууме (свет).

Металл с наибольшей удельной теплоёмкостью.

За каждый правильно угаданный термин температура снижается

на 0,050С. Вперёд!

Бывает механическая и внутренняя.

Удельная величина, обозначаемая буквой с.

Прибор для измерения температуры.

Физическая величина, характеризующая степень нагретости тела.

Вещество с наибольшей теплоёмкостью.

Что сжигают для получения энергии?

За счёт какого вида теплопередачи происходит отопление помещений.

Единица измерения энергии, работы и количества теплоты.

3 этап.“Технологическая ошибка”

В ходе технологического процесса необходимо определённое количество теплоты, но на самом деле подводится больше. Избыточная энергия

нагревает воду, которая сливается в ближайший водоём. За счёт этого температура

окружающей среды возрастает.

Чтобы устранить технологическую ошибку, нужно правильно рассчитать количество

теплоты, получаемое водой, и отнять его от подводимой энергии. Результатом будет число

джоулей, необходимое для протекания процесса без ущерба для окружающей среды.

Задача: Каждый килограмм воды нагревается от 200С до 500С. Определить количество

теплоты, необходимое для технологического процесса, если всего подводится 150

кДж.

Проверим!

150000 Дж –

126000 Дж =

24000 Дж

4 этап.“Парниковый эффект”

Технологическая ошибка устранена, но это не весь вред, который наносят тепловому балансу Земли предприятия.

Для получения энергии они используют различное топливо: каменный уголь, газ и бензин. Сгорая, это топливо загрязняет атмосферу. Особенно много выделяется углекислого газа, который создаёт парниковый эффект.

Существует альтернативное топливо – водород, продуктом окисления которого является чистая вода. Вам нужно помочь определить, каким количеством водорода – можно заменить данное топливо.

Задачи

Каким количеством водорода можно заменить 6 т каменного угля?

Каким количеством водорода можно заменить 3 т газа?

Каким количеством водорода можно заменить 6 т бензина?

Проверим

Каким количеством водорода можно заменить 6 т каменного угля?

1350 кг = 1,35 т

Каким количеством водорода можно заменить 3 т газа?

1100 кг = 1,1 т

Каким количеством водорода можно заменить 6 т бензина?

2300 кг = 2,3 т

Земля спасена!