Урок обобщающего повторения "Тепловая энергия. Владивосток"

Данный урок является уроком обобщающего повторения по теме “Количество теплоты Тепловая энергия” при изучении физики в 8 классе. В ходе урока повторяются основные понятия, такие как, количество теплоты, удельная теплота сгорания топлива, коэффициент полезного действия тепловой машины. Рассматриваются вопросы экологии, возможность использования альтернативных источников энергии.

Предложенная форма урока будет интересна учащимся, так как позволяет провести его в виде “деловой игры”. В связи с тем, что во время урока предполагается деление класса на группы для решения задач сначала по выбору того или иного вида топлива, затем для определения альтернативного источника электрической энергии, учащимся представляется возможность на час представить себя специалистами, решающими вопросы первостепенной важности (такие как, например, на данном уроке – получение электрической энергии в родном городе).

При условии, что учащиеся все изначальные данные будут “добывать” самостоятельно, структуру урока можно использовать и в проектной деятельности.

Тепловая энергия. Владивосток

Задачи. 1. Выяснить, какое топливо лучше всего использовать для получения количества теплоты, необходимого для производства электрической энергии в г. Владивостоке.

2. Рассчитать массу угля для обеспечения суточной работы ТЭЦ, обеспечивающей г. Владивосток электрической энергией.

3. Расчет себестоимости добычи и доставки угля, обеспечивающего работу ТЭЦ.

4. Обсудить вопросы экологической чистоты используемого топлива. Использование альтернативных источников электрической энергии в Приморском крае, г. Владивостоке.

5. Анализ полученных результатов в ходе урока. Самооценка.

Вступление учителя: Урок повторения и обобщения темы Внутренняя энергия и количество теплоты у нас сегодня пройдет в необычной форме. Сегодня мы будет решать задачи, которые каждый год решаются различными чиновниками в администрации каждого города и края. Представим, что мы с вами получили задание, определить, сколько топлива необходимо использовать, чтобы обеспечить наш город на сутки светом. У нас есть ТЭЦ. В качестве топлива предлагается уголь из четырех угольных бассейнов: Партизанский(Приморский край), Бикинский (Хабаровский край), Южно-Якутский и Канско-Ачинский (Сибирь). Попутно предлагается обсудить вопросы загрязнения окружающей среды, возможность использования альтернативных источников электрической энергии в нашем городе.

Этап 1. Повторим термины, определения физических величин, единицы измерения, формулы:

1. Дайте определение внутренней энергии.

2. Что называется количеством теплоты.

3. В каких единицах измеряется количество теплоты?

4. Запишите формулу для расчета количества теплоты при сгорании топлива. Что такое удельная теплота сгорания топлива?

5. Что называют коэффициентом полезного действия? В каких единицах он измеряется?

Этап 2. Решение задачи (работа в группах по 5–6 человек). Рассчитаем, сколько потребуется угля для суточной работы ТЭЦ, если известно, что для выработки только электрической энергии расходуется 86400 МДж, что составляет 22,6% от полной энергии тепловой станции.

Перед вами таблица 1, где указаны четыре наиболее выгодных для нашего города угольных бассейна, вид добываемого угля, калорийность, себестоимость добычи 1 кг топлива в рублях, стоимость доставки 1 кг топлива в рублях. (Эти данные ребята заранее узнавали и обсуждали на уроках географии Приморского края).

Топливо для ТЭЦ г. Владивостока

Этап 3. Зная массу угля, себестоимость добычи и стоимость доставки в город, рассчитайте себестоимость используемого топлива (формула приводится в таблице). (Продолжается работа по группам). Результаты заносим в общую таблицу. Она будет на доске (при возможности использования КТ данные заносятся в компьютер и демонстрируются на экране). Объясните, почему предпочтительно это топливо используют в нашем городе? (Добыча угля в Приморском крае занимает одно из I мест в стране – это 15 шахт и один угольный разрез А данные угольные бассейны выбраны потому, что

• Условия отработки этих месторождений идентичны (себестоимость одинакова;

• Угли сходны по калорийности (удельная теплота сгорания приблизительно одинакова;

• Стоимость доставки углей на ТЭЦ тоже практически одна и та же.

Этап 4. Обсудим вопросы экологической чистоты используемого топлива. В среднем, КПД нашей станции составляет около 80% (см Таблица 2. Содержание твердых частиц в дымовых газах ТЭЦ).

Таблица 2

Содержание твердых частиц в дымовых газах ТЭЦ

Как видно из таблицы, при сжигании угля и мазута в атмосферу выделяется приблизительно 20% (дымовых частиц от угля) и 5% от продуктов сжигания мазута.

А находящийся рядом с ТЭЦ золоотвал вообще является источником радиоизлучения.

Поэтому вопрос об использовании других (альтернативных) источников энергии постоянно обсуждается специалистами. Давайте и мы с вами рассмотрим эти возможности в нашем городе.

Каждая группа выбирает и представляет все “за” и “против” предложенных источников энергии:

• Ветровые

• Солнечные

• Приливные

• Атомные

• Гидроэлектростанции

• Газовые (по данным геофизики есть возможность нахождения газового месторождения на Приханкайской низменности).

(Ребята объясняют возможность использования данных источников энергии в родном городе. Достоинства и недостатки всех имеющихся возможностей. Делают вывод о том, что уголь – наиболее приемлемый источник энергии, хотя и не самый экологически чистый).

Этап 5. Ребята, скажите, какие вопросы мы с вами повторили в ходе обсуждения предложенной проблемы об электрической энергии в нашем городе? (Учащиеся сами называют понятия, физические величины, используемые термины.) А теперь оценку результатов своего труда на уроке вы самостоятельно оцените по следующим критериям, приведенным в таблице 3.

Таблица 3

В таблице приведены ориентировочные значения энергозатрат человека (массой 70 кг) в 1 ч при различных видах его деятельности.

Пояснения учителя. Будем условно считать, что “ходьба по ровной местности” – это выход к доске, “стойка вольно” и “чтение лекций” – это ваши ответы на мои вопросы, ваши рассуждения. С остальными пунктами вроде бы все понятно. Теперь в процентном соотношении, т.е. в долях часа рассчитайте все ваши действия и не забудьте добавить свои энергозатраты при подготовке к сегодняшнему уроку.

Например, в течение урока вы неоднократно выходили к доске(5 минут – 80кДж); спокойно сидели в течение урока(15 минут – 105 кДж); поднимались, чтобы ответить на вопрос (5 мин – 36 кДж); устно работали, доказывали, выдвигали гипотезы, участвовали в обсуждениях ( 5 минут – 77 кДж); выполняли практические задания, решали задачи (10 минут – 70 кДж) и готовились к уроку в течение получаса (190 кДж).

Считаем, получаем результат (см. Шкала энергозатрат и самооценка результатов).

Литература

1. Енохович А.С. Справочник по физике и технике. Учебное пособие для учащихся. Москва, “Просвещение”, 1989.

2. Енохович А.С. Справочник по физике. Москва “Просвещение”, 1990.