«Всё более актуальными становятся задачи экономии энергии, использования вторичных энергетических ресурсов и «сбросной» теплоты и мероприятия по снижению энергопотребления»

  1   2   3   4   5

ВВЕДЕНИЕ


Задание 1


Подберите к понятиям в левом столбце определения из правого столбца и соедините их стрелками:







Задание 2. Тест «Как мы расходуем энергию?»




Давайте выясним, насколько экономно вы расходуе­те энергию. Отвечая («Да» или «Нет») на вопросы приве­дённого ниже теста, можно больше узнать о себе, при­вычках своей семьи и уже сегодня начинать «работать над собой». Впрочем, может быть, вы, ребята, и так уже знаете, как должен вести себя экологически и экономи­чески грамотный человек. А если ещё не совсем, то наш тест поможет в этом.

№	Вопросы	Да	Нет
1	Мы популярно контролируем количество расходуемой нашей семьей и электроэнергии
2	Мы выключаем свет в комнате, когда уходим из неё
3	Мы используем энергосберегающие лампочки
4	Мы часто используем местное освещение (настольную лампу, бра, торшер), тем самым потребляя меньшее количество электроэнергии
5	Мы всегда заклеиваем окна на зиму
6	Наш холодильник стоит в прохладной комнате, мы часто размораживаем его
7	Когда пользуемся стиральной машиной, мы полностью загружаем её, выбираем наиболее рациональные режимы стирки
8	Мы не ставим мебель перед батареями отопления и обогревателями
9	Мы проветриваем помещения быстро и эффективно: всего несколько минут за один приём
10	Мы закрываем кастрюлю крышкой, когда готовим пищу
11	Мы чаще принимаем душ, чем ванну, тем самым используя меньшее количество воды

Посчитайте все ответы «Да». За каждое «Да» вы получаете 1 балл. Если у вас получилось:

От 1 до 5 баллов: Вам ещё многому надо научиться, чтобы быть экологиче­ски сознательным человеком, так что начните это делать прямо сейчас.

От 6 до 9 баллов: У вас много хороших привычек, которые могут служить основой для дальнейшей работы над собой и над энергосбережением в вашем доме.

От 9 до 11 баллов: Вы являетесь хорошим примером всем остальным, ваше поведение и действия экологически правильны, вы заслуживаете похвалы.

Задание 3

Что можно сделать, чтобы уменьшить потери энергии и улучшить состояние окружающей природной среды на нашей планете?

Если вы поддерживаете (или не поддерживаете) указанные меры, пожалуй­ста, пометьте их словом «Да» (или «Нет»). Перед тем как записать своё мнение, прикройте правую колонку с комментариями листом бумаги. В конце работы снимите лист бумаги с комментариев и прочтите их.

№	Что можно сделать?	Да/ Нет	Комментарий
1	Уменьшить сжигание ископаемого топлива		Сегодня 80 % энергии мы получаем из ископаемого то­плива, сжигание которого является основным источни­ком поступления в атмосферу планеты парниковых газов
2	Шире использовать возобновляемые источ­ники энергии		Сегодня использование альтернативных источников энергии становится ключевым фактором для долгосроч­ного устойчивого развития человечества
3	Прекратить уничтоже­ние естественных экосистем		Должно быть прекращено негативное воздействие на природные экосистемы, которые поглощают СО2 и явля­ются важным элементом в поддержании его глобального баланса. Особенно хорошо с этим справляются леса, но во многих регионах мира они уничтожаются с катастро­фической скоростью
4	Снизить потери энер­гии при её производ­стве и транспортировке		При транспортировке энергии на дальние расстояния может быть потеряно до 50 % энергии!
5	Использовать энерго­эффективные техноло­гии в промышленности		В настоящий момент в большинстве технологий полезно используется около 30 % энергии! Необходимо внедрять новые энергоэффективные технологии в промышленном производстве
6	Снизить энергопотре­бление в жилищном секторе		Должны быть приняты нормативы, предписывающие использовать при строительстве новых зданий энер­гоэффективные материалы и технологии, что позволит сократить потребление энергии в домах в несколько раз
7	Использовать эколо­гически безопасные транспортные средства		Сегодня в больших городах выбросы автотранспорта составляют 60-80 % от всех загрязняющих выбросов, поэтому необходимо поощрять использование эко­логически безопасных видов транспорта (например, электромобилей), развивать общественный транспорт и создавать инфраструктуру для велосипедистов
8	Пропагандировать и стимулировать энер­госбережение		По предварительным подсчётам даже эти меры позволят сократить выбросы в атмосферу парниковых газов раз­витыми странами на 80 % к 2050 году, а развивающими­ся - на 30 % к 2030 году
Продолжите список своими предложениями
9
10

Часть 1. Энергия

1.1. Что такое энергия?


Задание 1

Подумайте и сформулируйте в нескольких словах, что общего у всех пере­численных ниже явлений:


а) молния, пронизывающая небо; б) движущийся автомобиль;

в) горящий костёр; г) ползущая улитка;

д) вращение лопастей ветряной мельницы; е) течение воды в реке;

ж) яблоко, падающее с дерева; з) летящий реактивный самолёт..

Ответ: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Задание 2

Вставьте пропущенные слова в следующие предложения:

1. Энергия — это физическая величина, связанная с и работой.
   
2. Механическая энергия движущихся тел называется
   

энергией.

3. Химическая энергия топлива является энергией.
   
4. Движущийся троллейбус обладает энергией.
   

Задание 3

Прочтите следующий текст и конкретизируйте экологические проблемы со­временности, связанные с использованием энергии.

Современный период развития человечества иногда характеризуют через три «Э»: энергетика, экономика, экология. Энергетика в этом ряду занимает особое место. От неё в решающей мере зависит экономический потенциал госу­дарств и благосостояние людей. Она же оказывает наиболее сильное воздействие на окружающую среду, экосистемы и состояние биосферы в целом. Поэтому не будет преувеличением сказать, что от решения энергетических проблем зависит возможность решения основных экологических проблем.

Укажите, какие экологические проблемы прямо или косвенно связаны с производством и использованием энергии.

Ответ: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





1.2. Первый энергетический закон: энергия преобразовывается и сохраняется

Задание 4

Опишите, какие преобразования энергии происходят в лампочке при её включении. Какие преобразования энергии происходят при быстрой остановке автомобиля?

Ответ: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Приведите другие примеры превращения энергии: _________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 5*

Вспомните, в каких формах проявляется энергия, и проанализируйте, какие формы энергии обеспечивают нам энергетические услуги (поставьте плюс в со­ответствующей клетке таблицы).

Энергети-ческие услуги	Формы энергии
	Тепловая	Хими-ческая	Электри-ческая	Световая	Механи-ческая	Ядерная
Нагревание
Охлаждение
Освещение
Механическая работа

1.3. Работа и мощность


Задание 6

В левом столбце таблицы отметьте значком «+» верные утверждения, а знач­ком «-» – неверные.

	Гиря, висящая на шнуре, совершает механическую работу
	Пассажир, едущий в автобусе, совершает механическую работу
	Муха, летающая по комнате, совершает механическую работу
	Магнитофон, перематывая кассету, совершает механическую работу
	Девочка, играя на скрипке, совершает механическую работу
	Ветер, гонящий по небу облака, совершает механическую работу
	Компьютер, решая задачу, совершает механическую работу
	Мощность двигателя не зависит от количества совершённой им работы
	Мощность тем больше, чем больше работы совершается за 1 секунду
	За равное время более мощный двигатель выполнит меньше работы
	Время выполнения работы тем больше, чем больше мощность двигателя

Задание 7*

В каком случае спортсмен развивает большую мощность: когда медленно поднимается по лест­нице или когда совершает прыжок с шестом на та­кую же высоту? Ответ обоснуйте.

Ответ:_______________________________________


_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

_____________________________________________________

Задание 8

Каждый знает, что километрами измеряют расстояние, минутами и часами –время. А что такое киловатт-час? Это мера работы электрического тока.

Пример: Если в школе будет зря гореть лампочка в 100 ватт в течение 10 ча­сов, то она израсходует впустую 1 киловатт-час энергии.

Задача: В комнате висит люстра, в ней три лампочки по 60 ватт. Сколько энергии будет израсходовано, если люстра будет гореть в течение 2 часов?

Ответ: __________________________________________________________________

Задание 9. Практикум «Считаем киловатты»

Давайте посчитаем, сколько элек­троэнергии мы тратим ежедневно. По­жалуйста, в течение недели каждый вечер в одно и то же время записывай­те показания электрического счётчика в таблицу. Затем подсчитайте, сколь­ко энергии вы расходуете ежедневно. Сделайте вывод: можем ли мы снизить энергопотребление без снижения ком­фортности нашей жизни?

Израсходованная энергия рассчитывается как разность между последую­щими и предыдущими показаниями электросчётчика (то есть если вычесть из показания за понедельник показания, снятые в воскресенье, то получим ко­личество электроэнергии, израсходованной за понедельник).

Дни недели (каждый вечер)	Первая неделя (обычно)		Вторая неделя (следим за электроприборами)		Экономия (за неделю)
	Показания счетчика	Израсходовано энергии	Показания счетчика	Израсходовано энергии
Воскресенье
Понедельник
Вторник
Среда
Четверг
Пятница
Суббота
Воскресенье
Общий расход (сумма) за не­делю

Примечание. Если общий расход электроэнергии умножить на стоимость одного киловатт-часа, то получим стоимость электроэнергии для семьи.

Проанализируйте. В какие дни недели расход энергии меньше, а в какие -больше? Почему?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Задание 10. Практикум «Эксперименты с кастрюлями»

Давайте проведём два простых эксперимента. Для этого нам нужно отпра­виться на кухню и подготовить оборудование: три кастрюли разного размера (желательно из одного материала, например, из одного набора) и три крышки от этих кастрюль.




Эксперимент 1


Вскипятите одинаковый объём воды, например 1 л, в одной и той же кастрю­ле: сначала с крышкой, а затем без крышки. Заметьте время закипания воды в обоих случаях. Результаты запишите в таблицу, сделайте вывод.

Время закипания воды в кастрюле с крышкой	Время закипания воды в кастрюле без крышки

Вывод: ________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Эксперимент 2

Возьмите 3 кастрюли разного размера и вскипятите в них одинаковый объём воды, например 1 л (не забудьте закрыть кастрюли крышками). Заметьте время закипания воды в разных кастрюлях, результаты запишите в таблицу, сделай­те вывод. Этот же опыт можно проделать и с помощью электрической плиты. В этом случае обратите внимание на размер конфорки и размер кастрюли. Подумайте, как зависит расход энергии от размера кастрюли и конфорки

	Объём кастрюли	Время закипания 1 л воды	Размер конфорки (для электроплиты)
Кастрюля № 1
Кастрюля № 2
Кастрюля № 3

Вывод:______________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 11

Выполнив это задание, можно выяснить, насколько лично вы зависите от энергии. Давайте обсудим следующую воображаемую ситуацию будущего: энергоресурсы Земли истощились, и на каждого жителя планеты приходится только 200 кВт • ч в год, то есть каждый человек сможет использовать строго ограниченное количество энергии. Как вы будете расходовать отпущенный ли­мит энергии? В чём не сможете себе отказать? А какими электроприборами не станете пользоваться вообще?

В таблице приведён список электроприборов, имеющихся в каждом доме, и указан ориентировочный расход электроэнергии при их эксплуатации. Эта информация поможет вам ответить на вопрос, без каких приборов нам не обой­тись.

Электроприбор	Расход кВт*ч в год	Использую сейчас	Не могу отказаться	Смогу сократить	Смогу отказаться
Радиоприёмник (10 Вт; 12,5 ч в неделю)	22
Утюг (1500 Вт; 4,5 ч в неделю)	39
Видеомагнитофон (в режиме ожидания)	61
Стиральная машина (3000 Вт; 3 раза в неделю)	110
Компьютер (110 Вт; 16,5 ч в неделю)	187
Холодильник (250 Вт; постоянно)	225
Электроплита (2000 Вт; 1,25 ч в сутки)	438
Цветной телевизор (95 Вт; 20 ч в неделю)	140
Светильник (180 Вт: 3 лампы по 4 ч в сутки)	250
ВСЕГО: Не забудьте, вам нужно постараться уложиться в отведённый лимит!

Подсчитайте, какой личный вклад вы смогли бы внести в сохранение энер­гии. Не расстраивайтесь, если полученные результаты вас не очень впечатли­ли. Однако это повод задуматься над тем, что чем больше мы используем блага цивилизации, тем больше потребляем энергии и тем больше выбрасывается в природу загрязняющих веществ при её производстве. Желание человека жить в комфортных условиях наносит непоправимый ущерб окружающей среде.


1.4. Коэффициент полезного действия (КПД)


Задание 12

В левом столбце таблицы отметьте значком «+« верные утверждения, а знач­ком «-» – неверные.

	КПД показывает долю полезной работы, которую выполняет механизм, от полной совер­шённой
	КПД = 40 %. Это значит, что 40 % всей работы является полезной
	КПД = 40 %. Это значит, что 60 % всей работы является бесполезной
	Полезная работа всегда меньше полной работы
	Полезная работа всегда меньше бесполезной работы
	КПД = 30 %. Значит, бесполезная работа больше полезной работы
	КПД = 60 %. Значит, полезная работа больше половины полной работы
	КПД = 60 %. Значит, полезная работа меньше бесполезной работы
	КПД = 30 %. Значит, бесполезная работа меньше половины полной работы
	КПД = 50 %. Значит, полезная работа равна половине бесполезной работы

Задание 13. Практикум «Снова считаем киловатты»

Цель: рассчитать экономию электроэнергии при использовании энергосбере­гающих ламп.

Задание: замените дома несколько лампочек на энергосберегающие (напри­мер, лампочки мощностью 100 Вт заменяются на энергосберегающие лампы мощностью 20-23 Вт). Сравните показания электросчётчика.

Показания счетчика снимаем каждый день в одно и то же время	Показания электросчетчика		Разница в показаниях счётчика
	До замены лампочек на энергосберегающие	После замены лампочек на энерго­сберегающие
1-й день
2-й день
3-й день
4-й день
5-й день
6-й день
7-й день
Итого:

Вывод: ___________________________________________________________________

Вот вы и освоили один из доступных всем способов энергосбережения. Пред­ложите ещё несколько простых мероприятий по энергосбережению у себя дома. Мои предложения по энергосбережению дома:

1. .

2. .

3. __________________________________________________________________


1.5. Второй энергетический закон:

качество энергии снижается, но не повышается


Задание 14

Формы энергии по качеству условно подразделяются на энергию с отлич­ным, высоким и низким качеством. В следующей таблице напротив приведён­ных форм энергии укажите, каким качеством они обладают.

Формы энергии	Качество энергии
Кинетическая
Химическая
Электрическая
Потенциальная
Тепловая (температура выше 100 'С)
Тепловая (температура ниже 100 °С)
Ядерная