ТЕМА 3. РУКОТВОРНЫЕ СИСТЕМЫ

УРОК 25

ТЕМА. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Цель урока: учебная - обсудить с учениками различные источники энергии, которые использует человечество, их преимущества и недостатки; развивающая - закрепить знания учащихся о превращении одного вида энергии на другой на примере электрической цепи, ознакомить с другими экологически безопасными источниками энергии; воспитательная - воспитывать бережное отношение к природных ресурсов и окружающей среды.

Основные понятия: нетрадиционные или альтернативные источники энергии, неисчерпаемые источники энергии, расщепление атомов, электрическое круг.

Методы урока: словесный (беседа), наглядный (наблюдение за работой электрической цепи). Оборудование: коллекции «Нефть и продукты ее переработки», «Каменный уголь и продукты его переработки», электрический фонарик, работающий от батарейки.

Тип урока: усвоение новых знаний.

Межпредметные связи: физика (7 класс), география материков и океанов (7 класс).

Структура урока

И. Проверка домашнего задания

II. Сообщение темы, цели и задач урока

III. Актуализация опорных знаний учащихся, их предшествующего опыта

IV. Изложение основного материала

1. Источники энергии для машин и механизмов.

2. Неисчерпаемые источники энергии.

3. Части, из которых состоит электрическое круг.

4. Энергосбережения и его необходимость.

V. Подведение итогов урока

VI. Домашнее задание

Ход урока

И. ПРОВЕРКА ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

- Вопросы и задания учащимся

1. Что называют машинами? Наведите примеры машин, которые человек использует в быту, на транспорте, в сельском хозяйстве, промышленности.

2. Приведите примеры машин, которые могут выполнять несколько функций. Как называют такие машины?

3. Почему машины называют рукотворными системами?

4. Письменное задание: заполните таблицу (учитель заранее подготавливает ее на доске).

II. СООБЩЕНИЕ ТЕМЫ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧ УРОКА

III. АКТУАЛИЗАЦИЯ ОПОРНЫХ ЗНАНИЙ УЧАЩИХСЯ, ИХ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО ОПЫТА

В предыдущих главах мы уже говорили о том, что живые организмы получают энергию с продуктами питания. Тем временем к машинам энергия поступает из разных источников.

IV. ИЗЛОЖЕНИЕ ОСНОВНОГО МАТЕРИАЛА

1. Источники энергии для машин и механизмов

- Беседа

- Приведите примеры горючих полезных ископаемых. (Газ, нефть, уголь, торф.)

- Какие недостатки использования этого источники энергии? (При сжигании различных видов топлива загрязняется окружающая среда. Кроме того, запасы всех полезных ископаемых, в том числе и топливных, ограничены. Такой источник энергии

нельзя считать бесконечным или неисчерпаемым. Из топливных полезных ископаемых получают много других полезных веществ, что видно из коллекций «Нефть и продукты ее переработки» и «Каменный уголь и продукты его переработки».)

2. Неисчерпаемые источники энергии

1). Энергия воды, что падает

- Как называется тип электростанции, изображенная на рисунке? (Гидроэлектростанция, сокращенно ГЭС.)

- Какие преимущества имеет этот источник энергии? (ГЭС не загрязняют окружающую среду и не требуют затрат на добыча и использование этого источника энергии.)

- Какие недостатки имеет этот источник энергии? (Нужно строить плотину, перекрывающую путь кораблям на судоходных реках и рыбе, которая плывет по течению реки. Выше по течению образуется водоем, затапливает плодородные земли и населенные пункты.)

Первая ГЭС была построена в Украине,- Днепрогэс в Запорожье.)

2). Энергия ветра

Ее издавна использовали для работы мельниц. Современные электростанции преобразуют энергию ветра в электрическую.

- Какие преимущества этого источника энергии? (Оно дешевое и безопасное для окружающей среды.)

- А недостатки? (Ветряные двигатели работают только на открытой местности.)

3). Энергия Солнца

- Слово учителя

Преимущества этого источника энергии те сами, а другие недостатки. Солнечные батареи не работают ночью и в пасмурную погоду.

4). Энергия внутреннего тепла Земли

Ее можно использовать только там, где есть действующие вулканы, магма которых подогревает подземные воды.

5). Атомная энергия

Она выделяется в том случае, если атом расщеплять на элементарные частицы. Чаще всего для получения такой энергии используют химический элемент - Уран. В Украине есть свое месторождение урановых руд в городе Желтые Воды Днепропетровской области.

Первая атомная электростанция в мире была построена в России в городе Обнинск в 1954 году. В Украине первой была построена Чернобыльская АЭС, которую закрыли в 2002 году, через 16 лет после взрыва четвертого реактора в 1986 году.

Какие из этих источников энергии будут существовать вечно - до тех пор, пока существует Земля?

Энергия воды, что падает, энергия ветра, Солнца и внутреннего тепла Земли. Именно поэтому эти источники получили название неисчерпаемых источников энергии. Были времена, когда от использования этих источников энергии человечество почти отказалось и придавало предпочтение использованию горючих полезных ископаемых. Вспомнить о экологически чистые и безопасные источники энергии людей заставила недостаток энергии для нужд человечества. В наши дни эти источники энергии получили название нетрадиционных, то есть таких, о которых вспомнили недавно, или альтернативных.

3. Части, с которых состоит электрическая цепь

В украинском языке нет понятия «электрическая цепь». Следует употреблять понятие «электрическая цепь».

Почему в названии используется слово «круг», ведь мы уже знакомы с таким понятием, как «пищевую цепь»?

Название означает, что части этой системы соединены между собой последовательно, как звенья обычного цепи - одна за другой.

- Беседа

- Из каких частей состоит электрическое круг? ( Источник электрической энергии, потребитель, выключатель.)

Любой электрический фонарик может быть примером простого электрического круга.

- Какое название имеет в нем источник электроэнергии? (Батарейка.)

- Что является потребителем электроэнергии? (Лампочка.)

- В чем главная задача выключателя? (Разъединять и соединять круг. Когда круг разобщенное, потребитель не получает электроэнергию.)

- Что произойдет с кругом, если его замкнуть выключателем? (Когда круг замкнется, то есть провода станут сплошными от источника до потребителя, лампочка загорится.)

- Источником которой энергии есть лампочка для человека? (Световой.)

- Откуда берется эта энергия? (Лампочка преобразует электрическую энергию в световую.)

Далее учащиеся зарисовывают в тетрадях схему электрической цепи, используя при этом общепринятые условные обозначения.

4. Энергосбережения и его необходимость

- Слово учителя

Бережливость - это не только привычка ничего не ломать и не загрязнять, это показатель общечеловеческой культуры. Те меры, которые, на первый взгляд, кажутся мелочными, при усилии всего население страны позволяют сэкономить богатства родной природы, и труд людей, эти ресурсы добывают и перерабатывают.

- Вопрос к ученикам

- Какие меры может принимать каждая человек для рационального использования энергии? (Выключать ненужное освещение и неиспользуемые электроприборы в квартире, пользоваться экономными электролампами, беречь тепло в доме в холодное время года, поддерживать в квартире комфортную, а не очень высокую температуру, если все-таки возникает потребность дополнительного обогрева помещения.)

- Задания в рабочей тетради

V. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ УРОКА

- Вопрос к ученикам

- Чего требует жизнедеятельность организмов и работа машин? (Энергии.)

- Какие источники энергии называют альтернативными? (Это те источники, которые не требуют использования топлива и является неисчерпаемыми.)

- Что означает термин «энергосбережение»? (Экономное и рациональное использование всех видов энергии.)

VI. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Дать ответы на вопросы после параграфов.

- Задания в рабочей тетради

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ К УРОКУ

Человек и машина

Техногенной катастрофой XX века называют взрыв на Чернобыльской атомной станции и вызванное им радиоактивное заражение огромных территорий Украины, Белоруссии и России. Что же произошло?

25 апреля 1986 года оператор четвертого энергоблока Чернобыльской АЭС начал снижать мощность реактора, чтобы поставить его на плановый осмотр и ремонт. Одновременно, по указанию главного инженера, он должен был провести эксперимент: проверить, сколько времени после прекращения подачи пара из реактора на турбину она будет вращать электрический генератор и вырабатывать ток. Такие испытания на станции проводили не один раз. Главный инженер был обязан согласовать программу этих испытаний специалистами, прежде всего с физиком АЭС. Но он этого не сделал. Так произошло первое, вроде бы незначительное нарушение правил.

Начав эксперимент, оператор допустил еще ряда мелких ошибок и, кроме того, отключил систему аварийного защиты и автоматическое управление. С этого момента судьба станции стала полностью зависеть от опыта и скорости реакции оператора.

26 апреля в 1 час 23 минуты 04 секунды персонал АЭС, выполняя программу несогласованного эксперимента, прекратил подачу пара на турбину. Этого момента в результате ранее допущенных ошибок мощность реактора лишь за 1 секунду внезапно увеличилась в 13 раз. Подана за этим в 1 час 23 минуты 40 секунд команда начальника смены включить аварийный защита была запоздалой: пара разорвала трубопроводы, раздались два взрыва. Верхняя часть реактора была разрушена, часть ядерного топлива выбросило наружу. Загорелась крыша реакторного зала.

Эта авария имеет несколько причин, но главная заключается в том, что руководители АЭС плохо контролировали работу персонала станции, а тот, в свою очередь, был недостаточно подготовленным и обнаружил недопустима небрежность, грубо нарушив должностные инструкции.

Еще одна техническая катастрофа произошла 28 января 1986 года на космодроме имени Джона Кеннеди в СЕЛА при запуске космического корабля «Челленджер». Операторы телевизионных компаний разных стран вели прямую трансляцию с места события. На наблюдательном площадке космодрома находились родственники астронавтов, представители правительства, журналисты. Под бешеные аплодисменты ракета поднялась вверх, стала набирать высоту и на глазах у всех присутствующих внезапно взорвалась, превратившись в огненный шар. Невольными свидетелями гибели астронавтов стали миллионы телезрителей во всем мире.

Причины столь различных технических катастроф по сути одинаковы: они заключаются не столько в несовершенных механизмах и приборах (которые никогда не бывают абсолютно надежными), сколько в плохой организации их использования. Именно поэтому вписать такие катастрофы в истории техники без рассказа о действиях людей было бы неправильно.

В XV ст., в эпоху буржуазных революций и религиозных войн, в Лондоне жил знаменитый философ Фрэнсис Бэкон. Он писал: «...Люди, заключив между собой мир, объединенными силами встали на борьбу с природой, захватили штурмом ее неприступные укрепления и раздвинули границы человеческого могущества». Почти четыре века эти слова вдохновляли ученых и инженеров всего мира на борьбу с природой за власть над миром. Сторонников политической власти, инженеров, стали называть технократами (от греч. tekne - искусство, мастерство и kratos - власть, господство, сила). Одним из сторонников технократических идей был известный российский ученый Владимир Иванович Вернадский, который считал, что люди науки и инженеры лучше профессиональных политиков способны разобраться в потребностях людей и в том, как сделать их счастливыми. Сегодня сторонников технократических воззрений можно встретить во всех странах мира.

Однако инженер, который разбирается в технических вопросах, совсем не обязательно так же хорошо разбирается в общественных проблемах, сложных и противоречивых процессах, происходящих между людьми. Далеко не каждый, даже очень хороший инженер - конструктор или технолог - может успешно руководить большим коллективом. Следовательно, утверждение технократов, что ученые и инженеры способны управлять государством лучше профессиональных политиков, вряд или справедливое.

Техника играет в жизни людей чрезвычайно большую роль. Она лучше решает множество проблем. Впрочем не техника определяет смысл жизни человека. И не от машин и механизмов зависит ее счастье или несчастье.

Человека часто сравнивают с машинами. И время не в ее пользу. Передвигается человек плохо работает и считает медленно, с памятью у нее так же не все в порядке. Ей то жарко, то холодно, находиться без специального снаряжения под водой и в космосе люди также не могут. А вот машины - совсем другое дело. Они мощные, быстрые, точные. Автоматические станции летают на другие планеты, автоматы-водолазы находят и поднимают на поверхность затонувшие корабли... Так неужели этот замечательный машинный мир действительно вскоре сможет обходиться без людей?

Как раз наоборот. Роль человека в современном автоматизированном мире только растет. И сотрудничество человека и машины только улучшается. От решений и действий одного или нескольких людей зависит благополучия и просто нормальное течение жизни миллионов других людей. В эту сотрудничество человек вкладывает свои знания, образованность, рабочие умения и навыки, творческий подход. Тем временем взнос машин - это сила, точность, скорость, производительность, возможность работать в опасных, не совместимых с человеческим жизнью условиях. Однако проблема сотрудничества людей и машин не такая уж и проста. Человек имеет уникальные, но ограниченные психические, физические и другие возможности. Поэтому подгонять людей под машины бессмысленно. Разумнее приспосабливать машины к человека. Так поступали с древних времен. Древний мастер изготавливал луки и стрелы такими, чтобы с ними мог справиться стрелок: сравнивал упругость лука с силой человека, а длину стрелы - с размахом ее рук.

Чем сложнее становились машины, тем больше подобных «сравнений» приходилось делать инженерам. В частности, органов управление машиной должно быть не очень много, а их расположение, форму и даже цвет следует сделать удобными - иначе оператор не сможет уследить за всеми. Изучает человека и его деятельность в условиях производства с целью совершенствования орудий, условий и процесса труда особая наука - эргономика (от греч. ergon - работа и nomos - закон).

Завещание президента Римского клуба

Предприниматель и финансист Аурелио Печчеи, глава всемирно известных фирм «Італоконсульт» и «Оливетти», один из руководителей могущественного концерна «Фиат», основатель авиакомпании «Алиталия» и ряда других родился в 1908 г. в Турине в небогатой семье. В Италии после Второй мировой войне он сделал блестящую деловую карьеру. Однако эта карьера была лишь прологом к последнему этапу жизни Печчеи. В конце 50-х годов XX в. он стал организатором общественного движения, голос которого услышал весь мир.

В апреле 1968 г. около 30 выдающихся ученых из разных стран мира - математиков, социологов, экономистов - получили приглашение прибыть в Рим для обсуждения, как это было написано в приглашениях, «актуальным проблемам современного общества в их совокупности». Участники съезда, к которым присоединились и другие известные специалисты, создали союз единомышленников Аурелио Печчеи. Все они разделяли его тревогу по поводу угрозы человечеству от последствий загрязнение природы.

Небольшая некоммерческая организация получила название, хорошо известную теперь во всем мире,- Римский клуб. Он стал заказывать ведущим специалистам мира и членам самого клуба исследования с вопросам, которые его интересовали, а потом публиковать полученные результаты в виде «Докладов Римского клуба». К этой организации вошло более 100 ученых, общественных деятелей и бизнесменов из 53 стран мира, в частности из бывшего СССР. Каждая из докладов становилась событием мирового значения. Деятельность Римского клуба продолжается и до сих пор.

14 марта 1984 года Аурелио Печчеи умер во время работы над новым документом, который имел название «Памятная записка на конец века». В ней он успел написать такие слова: «Мир - главный член того уравнения, в котором решаются вопросы развития, качества жизни и самореализации человека. Проблема мира должна быть понята во всей своей всеобъемлющей глубине - ведь мирное сосуществование необходимо не только на всех уровнях, во всех областях деятельности человеческого общества, но и в отношениях Человека и Природы».