Проект "Тепловые двигатели - прогресс или регресс современной цивилизации ?"

Международная научно-практическая конференция

 «От школьного проекта – к профессиональной карьере»

«Тепловые двигатели – прогресс или регресс современной цивилизации».

(Секция: актуальные проблемы в науках о природе и человеке.)

                                            Работу выполнили: 

 Брешева Карина Серкалиевна -

               ученица 10 «б» класса  МОУ - СОШ№1

                                            Решетило Юлия Сергеевна -  

                                            ученица10 «б» класса МОУ - СОШ№1

                                            Руководитель:

                                            Викулова Елена Владимировна -

                           учитель биологии высшей квалиф. категории

                                       Саратовская область, Советский район, р.п. Степное

р.п. Степное  2010 г.

Оглавление

Введение

1.1. Обоснование актуальности проекта.                                                    1

1.2. Пояснительная записка.                                                                          2

1.3. Технологическая карта проекта «Тепловые двигатели – прогресс или   регресс современной цивилизации».                                                           3

II. Проект «Тепловые двигатели – прогресс или   регресс современной цивилизации».                                                                                    

Глава I. Создание тепловых двигателей – важнейшая предпосылка научно-технического прогресса.

1.1. Тепловые двигатели и их значение в развитии НТП.                             5

1.2. История создания и принципы работы тепловых двигателей.              6

Глава II. Тепловые двигатели – фактор прогресса или регресса

      в развитии цивилизации.

2.1. Отрицательное воздействие тепловых  двигателей на                                                          

на   окружающую среду.                                                                                     8

2.2. Чем опасен транспорт для здоровья человека.                                        9  

Глава III.  Пути разрешения экологических проблем.

3.1. Способы стабилизации парниковых газов в атмосфере.                        10

3.2 Пути снижения токсичности двигателей.                                                 10

Глава IV. Оценка экологической ситуации и природоохранные меры, осуществляемые в Советском районе и Саратовской области.

4.1 Оценка экологической ситуации на территории ОАО «Заволжское УТТ» и жилой зоны п. Степное»                                                                                    12

4.2 Природоохранные меры, осуществляемые в  Саратовской области.     14  

Заключение.                                                                                                      15

Список используемой литературы.

Приложение.

1.1. Обоснование актуальности проекта.

"Раньше природа устрашала человека,

 а сейчас человек устрашает природу". 

Жак Ив Кусто.

Тепловые двигатели - необходимый атрибут современной цивилизации. Данная тема очень актуальна, так как прогресс человечества теснейшим образом связан с развитием энергетики, транспорта. Овладение новым источником энергии, открытие новых путей ее преобразования и использования — это целая эпоха в истории развития цивилизации.

Так, мощный расцвет промышленность в XIX в. был связан с изобретением первого теплового двигателя - паровой машины. Создание двигателя внутреннего сгорания послужило базой для развития автомобильного транспорта и самолетостроение. Газовая турбина буквально в последние четыре десятилетия вызвала переворот в авиации - замену тихоходных самолетов с поршневым двигателем реактивными и турбовинтовыми лайнерами, скорость которых приближается к скорости звука, а в последнее время - и сверхзвуковыми. С помощью реактивных тепловых двигателей осуществлена вековая мечта человечества - выход в космическое пространство.      

Непрерывное развитие энергетики, автомобильного и других видов транспорта, возрастания потребления угля, нефти и газа в промышленности и на бытовые нужды увеличило возможности удовлетворения жизненных потребностей человека, явилось прогрессом в развитии цивилизации. Однако в настоящее время количество ежегодно сжигаемого в различных тепловых машинах химического топлива настолько велико, что все более сложной проблемой становится охрана окружающей среды от вредного влияния продуктов сгорания.

Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием разных факторов.

1.  При сжигании топлива используется кислород  атмосферного воздуха.

2. Сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.

3.При сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. Особенно существенно это загрязнение в крупных городах и промышленных центрах.

Повсеместное применение тепловых двигателей с целью получения удобной для использования энергии связано с воздействием на окружающую среду и здоровье человека. Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительного количества теплоты, что должно привести к постепенному повышению средней температуры на Земле. Кроме того, температура может, угрожающе возрасти из-за увеличения в атмосфере количества парниковых газов, выделяющихся при сжигании топлива в больших масштабах.

1.2. Пояснительная записка.

Цель проекта:

1. Изучение принципов работы и строения тепловых двигателей через исторический экскурс.

2.  Анализ динамики и эффективности использования различных методик для оценки степени загрязнения окружающей среды выбросами автотранспорта.

Гипотеза

  «Противоречия, из которых «соткан» автомобиль, пожалуй, ни в чём не проявляются так резко, как в деле защиты природы и экологической среды человека. Если концентрация вредных веществ, источником которых являются выхлопные газы автомобилей, в атмосферном воздухе увеличится, то это приведет к глобальным экологическим проблемам».

Задачи проекта:

1.Рассмотреть в хронологическом порядке этапы развития тепловых двигателей, как источников энергии.

2. Доказать, что не только уровень развития человеческой цивилизации влияет на применяемые ею виды источников энергии (тепловые двигатели), но и они в свою очередь могут изменить ход человеческой истории.

3.Определение  путей решения  экологических проблем п. Степное, связанных с автотранспортом.

4.Изучение  природоохранных мероприятий, проводимых для улучшения экологической обстановки в Советском районе и в целом по Саратовской области.

1.3.Технологическая карта проекта «Тепловые двигатели – прогресс или регресс современной цивилизации»

I этап – констатирующий

Глава I. Создание тепловых двигателей – важнейшая предпосылка научно-технического прогресса.

1.1. Тепловые двигатели и их значение в развитии НТП.

Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию. Для этой цели энергия, выделяющаяся при сгорании топлива или при ядерных реакциях, передаётся путем теплообмена какому-либо газу. Расширяясь, газ производит работу против внешних сил, приводя в движение какой-либо механизм. Очевидно, что в тепловом двигателе газ не может беспредельно расширяется, ибо машина имеет конечные размеры. Следовательно, после расширения газ должен быть, затем сжат так, чтобы он сам и все детали машины пришли в первоначальное состояние. Реальные тепловые двигатели обычно работают по разомкнутому циклу, когда газ после расширения выбрасывается, а новая порция газа сжимается. Для того чтобы двигатель в течение цикла совершил полезную работу, необходимо, чтобы работа в процессе расширения была больше работы сжатия, тогда внешние тела, окружающие двигатель, получат больше механической энергии, чем отдадут при сжатии.

Любой тепловой двигатель состоит из трех основных частей: рабочего тела, нагревателя и холодильника. Рабочим телом служит какой-либо газ (или пар), за счет расширения которого совершается работа. Рабочее тело получает некоторое количество теплоты Q1 от нагревателя - тела, у которого за счет сгорания топлива или за счет ядерных реакций поддерживается высокая постоянная температура Т1. Наконец, при сжатии газ передает некоторое количество теплоты Q2 холодильнику - телу, температура которого Т2 постоянна и всегда ниже температуры нагревателя. За счет этого давление газа при сжатии ниже, чем при расширении, что является необходимым условием успешной работы двигателя.^[1]

Баланс   энергии   за   цикл   можно   получить   на   основе   первого   начала термодинамики. Поскольку при завершении цикла рабочее тело приходит в первоначальное состояние, его внутренняя энергия не меняется:

U = U1 – U2 = 0. Отсюда: Q1 = Q2 + Апол+ Qпотерь,  где Q потерь - энергия, теряемая в процессе цикла на теплообмен с окружающей средой, на трение. Отсюда следует, что Апол ≤ Q1 – Q2, где  случай   неравенства,    характеризует    реальные    машины, а  случай равенства - идеальную машину.

1.2. История создания и принципы работы тепловых двигателей.

Впервые практически действующие универсальные паровые машины были созданы И. И. Ползуновым (1763 г.) и Д. Уаттом (1764 г.). Конструкция первых паровых машин имела основные части всех последующих тепловых машин: нагреватель, в котором освобождалась энергия топлива; водяной пар как рабочее тело и поршень с цилиндром, преобразующий внутреннюю энергию пара в механическую энергию; охладитель, необходимый для снижения температуры и давления пара. Главным недостатком паровых машин был низкий КПД, не превышающий 9%.^[2]

С развитием нефтяной промышленности в конце XIX в. дало новые виды топлива - керосин, бензин. Самым распространенным типом теплового  двигателя становится двигатель внутреннего сгорания. ДВС устанавливаются на автомобилях, самолетах, танках, тракторах и т. д., они могут работать на жидком топливе или на горючем газе. В бензиновом двигателе для более полного сгорания топлива перед впуском в цилиндр его смешивают с воздухом в специальных смесителях, называемых карбюраторами. Воздушно-бензиновую смесь называют горючей смесью. Топливо здесь сжигается для нагревания воздуха. Работа двигателя состоит из 4 тактов: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Перед началом каждого цикла необходимо освободить цилиндр от продуктов сгорания, не содержащих кислорода, и произвести всасывания горючей смеси. Это осуществляется во время двух подготовительных тактов впуска и выпуска. ^[3]

Двигатель внутреннего сгорания обладает рядом преимуществ, являющихся причиной его широкого распространения (компактность, малая масса). С другой стороны, недостатками двигателя являются: а) то, что он требует жидкого топлива высокого качества; б) невозможность получить при его помощи малую частоту вращения.

Чтобы повысить КПД двигателя внутреннего сгорания, немецкий инженер Р. Дизель в 1892 г. предложил использовать еще большие степени сжатия рабочего тела и расширение при постоянном давлении. Высокая степень сжатия без детонации достигается в двигатели Дизеля за счет того, что сжатию подвергается не горючая смесь, а воздух. По окончании процесса сжатия в цилиндр впрыскивается горючее. Для его зажигания не требуется никакого специального устройства, так как при высокой степени адиабатного сжатия воздуха его температура повышается до 600-700 °С. Горючее, впрыскиваемое с помощью топливного насоса через форсунку, воспламеняется при соприкосновении с раскаленным воздухом. При обратном движении поршня осуществляется выпуск. Дизель оказался более экономичным двигателем, чем бензиновый. Современные дизели имеют степень сжатия 16-21 и КПД около 40%. Дизели ставят на судах (теплоходах), тепловозах, тракторах, грузовых автомобилях, небольших электростанциях. Большим преимуществом дизеля является то, что он работает на дешевых «тяжелых» сортах топлива, а не на бензине.

         История промышленной паровой турбины началась с изобретения шведским инженером Г. Лавалем …сепаратора для молока в 1889 г.   Рабочее колесо  турбины Лаваля имело по окружности множество лопаток. К лопаткам примыкало 4 сопла, из которых со скоростью свыше 1 км/с выходил пар, передавая свою кинетическую энергию турбине, заставляя её вращаться с огромной скоростью. Эта турбина имела мощность 5 лс и малый КПД, что делало её непригодной для привода рабочих машин.  ^[4]

Чтобы полнее использовать кинетическую  энергию  струи  пара,  турбины  делают многоступенчатыми, насаживая на общий вал несколько роторов возрастающего диаметра. КПД современных паровых турбин достигает 40%. Электрические генераторы всех тепловых и атомных электростанций приводятся в действие паровыми турбинами. Паротурбинные двигатели нашли также широкое применение на водном транспорте.

Газотурбинная установка состоит из воздушного компрессора, камеры сгорания, газовой турбины и выпускного сопла. При работе турбины ротор компрессора вращается,  засасывая  воздух;  давление  воздуха за первым рядом  лопаток повышается. За первым рядом лопаток ротора расположен ряд лопаток неподвижного направляющего аппарата компрессора, с помощью которого изменяется направление движения воздуха и обеспечивается возможность его дальнейшего сжатия с помощью лопаток следующей ступени ротора. Понижение температуры газа в турбине ведет к снижению КПД, поэтому ученые и конструкторы ведут поиски путей повышения верхнего предела рабочей температуры в газовой турбине. Цикл работы газовой турбины аналогичен циклу «поршневого» ДВС. Разница лишь в том, что в поршневом ДВС четыре такта происходят последовательно во времени в одном месте - цилиндре,   а  в   газовой  турбине - происходят   одновременно   в разных участках.^[5]

  КПД газотурбинных установок достигает 25-30%. Компактность и быстроходность в сочетании с большой мощностью на единицу массы газотурбинных двигателей определили область применения - авиацию. Турбовинтовые двигатели имеют такие известные самолеты, как Ил-18, Ан-22, Ан-124, «Руслан». Газовая турбина может быть использована как реактивный двигатель. Применение турбореактивных двигателей в авиации началось в 40-х годах 20века, созданием реактивных истребителей. Дальнейшая успешная разработка ракетно-космической техники, выполненная под руководством академика С. П. Королева, позволила осуществить в нашей стране запуск первого в мире искусственного спутника Земли, полет вокруг Земли первого в мире космонавта Ю. А. Гагарина, запуск межпланетных станций.

Глава II. Тепловые двигатели – фактор прогресса или регресса      в развитии цивилизации.

2.1. Отрицательное воздействие тепловых двигателей на окружающую среду.

Непрерывное развитие энергетики, автомобильного и других видов транспорта, возрастания потребления угля, нефти и газа в промышленности и на бытовые нужды увеличило возможности удовлетворения жизненных потребностей человека, явилось прогрессом в развитии цивилизации. Однако в настоящее время количество ежегодно сжигаемого в различных тепловых машинах химического топлива так велико, что все более сложной проблемой становится охрана окружающей среды от вредного влияния продуктов сгорания.

Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием разных факторов.

1.  При сжигании топлива используется кислород  атмосферного воздуха.

2. Сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.

3.При сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. Особенно существенно это загрязнение в крупных городах и промышленных центрах.

Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительного количества теплоты, что должно привести к постепенному повышению средней температуры на Земле. Температура может возрасти из-за увеличения в атмосфере количества парниковых газов, выделяющихся при сжигании топлива в больших масштабах. Накопление этих газов в атмосфере наряду с парами воды приведет к возникновению «парникового эффекта». Объёмная концентрация углекислого газа в атмосфере составляет 0,0314% от всех газов атмосферы. Имеются серьёзные опасения считать, что даже небольшое увеличение этой концентрации способно резко нарушить тепловой баланс Земли.

2.2 Чем опасен транспорт для здоровья человека

        Одним из основных источников загрязнения окружающей природной среды является транспортный комплекс. « Автомобиль не роскошь, а средство передвижения» – эти слова из известного произведения Ильфа и Петрова, звучавшие иронически, приобрели в наше время реальный смысл. Какова же плата человечества за эти несомненные блага цивилизации? Противоречия, из которых "соткан" автомобиль, пожалуй, ни в чем не проявляются так резко, как в деле защиты природы. С одной стороны, он облегчил человеку жизнь, с другой - отравляет ее в самом прямом смысле слова. Количественный состав отработавших газов бензиновых и дизельных двигателей существенно различен в самой основе, что следует из таблиц.^[6]

Оксиды азота, образующиеся в  цилиндре двигателя при высоких температурах и давлениях, весьма опасны для людей, животных и растений даже при малых концентрациях.

При контакте отработавших газов с влажной поверхностью образуются азотная и азотистая кислоты, поражающие слизистые оболочки и альвеолярную ткань легких (при содержании отработавших газов 0,0013%), что приводит к сложным рефлекторным расстройствам, а при высоких концентрациях (0,004%) - к отеку легких.

Воздействие на организм человека углеводородов бензинового ряда выражается в нарушениях функционального состояния центральной нервной системы, что связано с наркотическим действием углеводородов. Акролеин - обладает сильным раздражающим действием на слизистые верхних дыхательных путей, обусловливает запах отработавших газов, особенно дизельных двигателей. Частицы соединений свинца в отработавших газах, накапливаясь в организме человека, действуют на кроветворные органы. Накапливаясь в почве и растениях, свинец может попадать и в организм человека не только через воздух, но и через овощи, фрукты, молоко. Будучи кумулятивным ядом, свинец создает угрозу хронического свинцового отравления.

Глава III. Пути разрешения экологических проблем.

3.1. Способы стабилизации парниковых газов в атмосфере.

В 1992 г. страны - члены ООН подписали рамочную Конвенцию об изменении климата, которая вступила в силу 6 марта 1995 года. Цель Конвенции заключается в том, чтобы добиться стабилизации парниковых газов в атмосфере на уровне, не допускающем опасного антропогенного воздействия на климатическую систему. Киотские соглашения по сокращению выбросов углекислого газа были ратифицированы при участии РФ в 2005 и 2009 году. Введён налог на сжигание угля, нефти и газа.

 В России открыт способ утилизации углекислого газа с использованием новейших технологий. Операцию проводят высокоэкономичным методом газоразделения с помощью ионообменных мембран, при этом концентрация углекислоты доводят до 98-99%.В результате реакции при высокой (1100-1150 °С) температуре на аноде выделяется сверхчистый кислород, а на катоде - смесь окиси углерода и водорода, т.е. синтез-газ. Эта технология для получения углеводородов из диоксида углерода не имеет мировых аналогов.

В Институте нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН разработаны новейшие технологии превращения углекислого газа в метанол и диметиловый эфир. В перспективе, возможно, извлекать диоксид углерода непосредственно из атмосферы крупных промышленных городов.

3.2 Пути снижения токсичности двигателей.

Существуют несколько путей снижения токсичности двигателей:

1. Создание     транспортных     средств,     обеспечивающих     уменьшение
загрязнения   атмосферы   выхлопными   газами,   например,   использование   в автомобилях   вместо   карбюраторных   бензиновых   двигателей   дизелей, в топливо   которых   не   добавляют   соединения   свинца.

2. Перевод транспорта на сжиженный газ значительно уменьшит поступления оксидов углерода  в атмосферу;

3. Применение  специальных   фильтров;

4. Токсичность   отработавших   газов   автомобилей   можно   уменьшить
путем      предупреждения      образования      токсичных      компонентов      или посредством их нейтрализации.

Это достигается совершенствованием процессов смесеобразования в системе питания и камере сгорания. Обычно  для питания двигателей применяют бедные смеси. При этом наблюдается увеличение оксидов азота, которого, однако, можно избежать уменьшением угла опережения зажигания. При работе автомобиля на неустановившихся режимах, во время замедления и в период прогрева двигателя после пуска на богатой смеси можно значительно уменьшить выделение углеводородов, применяя дополнительный подогрев всасываемого воздуха и уменьшая количество подаваемого топлива. Подобные результаты можно получить установкой более позднего зажигания,    обогащения    или    значительного    обеднения    смеси,    а   также посредством направления части отработавших газов обратно в цилиндр двигателя. В двигателях автомобилей и рабочих машин, работающих в помещениях с недостаточной вентиляцией,  используют различные способы и устройства для нейтрализации токсичных компонентов в выпускной системе.

5. Создание мощных электромобилей не выбрасывающих вредных газов в атмосферу (разработки фирм «Форд», «Дженерал Моторз», «Рено», «Тойота» и др.). В 2004 г. немецкая фирма «Даймлер-Бенц» представила прототип автомобиля на топливных элементах, горючим для которых служит этиловый спирт;

6. Для    сохранения    равновесия    в    воздушном    океане    необходимо
расширение зеленой зоны.

 IIэтап – преобразующий.

Глава IV. Оценка экологической ситуации и природоохранные меры, осуществляемые в Советском районе и Саратовской области.

4.1 Оценка экологической ситуации на территории ОАО «Заволжское УТТ» и жилой зоны п. Степное»

Автомобильный парк ОАО «Заволжское УТТ» является одним из основных источников загрязнения окружающей среды в п.Степное. Поэтому воздействие автомобильного транспорта на среду обитания человека приобретает все большую актуальность. Предприятие расположено в черте поселка. Данные о подвижном составе предприятия приведены в таблице^[7] Поскольку значительное количество транспорта сконцентрировано в черте населенного пункта, можно предположить, что воздух в нем обеднен кислородом и загрязняется вредными компонентами отработавших газов. Увеличение количества, взвешенной в воздухе и оседающей на поверхности пыли объясняется повышенным износом асфальтового покрытия автомобильных дорог поселка Степное. Насущным на сегодняшний момент является строительство объездной дороги.

Одной из наиболее напряженных магистралей с большим грузопотоком является улица Кутузова. Транспортная нагрузка на магистральную сеть увеличивается в период с 5 до 19 ч. На магистралях сосредотачивается до 60 – 80 % всего автомобильного движения, т. е они загружены примерно в 10 – 15 раз больше чем остальные улицы поселка. Можно предположить ПДК загрязнений данных участков превышает норму. Пробеговые выбросы грузовых автомашин, принадлежащих предприятию ОАО «Заволжское УТТ»  изменяются в зависимости от нагрузки. При движении в условиях населенного пункта валовой выброс грузовых машин выше такового для легковых машин в 1,45 раза.

Особенно высока концентрация оксидов углерода на стоянке автотранспорта. При работающем двигателе и стоящем автомобиле процесс разбавления воздухом и рассеивания загрязнителей происходит при менее благоприятных условиях. При движении автомобиля происходит быстрое рассеивание струи отработавших газов. Проблема усугубляется тем, что выхлопные газы выбрасываются в атмосферу в приземном слое, что затрудняет их рассеивание. Наличие узких улиц, высоких зданий, являющихся преградой для рассеивания. Отработавшие газы могут концентрироваться в зоне дыхания пешеходов, в воздухе жилых и рабочих помещений, расположенных по улице Кутузова, К. Маркса на высоте 1 этажа.

 Выпадение осадков способствует освобождению атмосферы от пылевидных и газообразных загрязнений. После дождя или снега воздух становится чище.

В процессе работы над данной темой мною проведено исследование суммарной запыленности воздуха за зимний период в черте напряженных автомагистралей п. Степное и на территории ОАО «Заволжское УТТ».

(Для проведения исследования использованы материалы практикума из курса «Глобальная экология», «Экология человека»).

Работа №1

Анализ суммарной запыленности воздуха за зимний период.

Основные источники пыли в воздухе - автотранспорт и промышленные выбросы. Для получения объективной информации по загрязнению атмосферы пылеулавливающие устройства надо применять несколько раз. Но природа и сама создала уникальные « ловушки» для сбора загрязнителей, например снежный покров. Исследуя его, можно узнать степень запыленности за весь зимний период.

Цель работы:

• определить запыленность приземных слоев атмосферы за зимний
  период; сравнить разные в экологическом отношении участки микрорайона.

        Первая проба снега была взята в районе стоянки грузовых автомобилей  по улице Кирова. Стоянка расположена с восточной стороны на въезде в поселок. Проба взята на обочине со стороны прилегающего поселкового пруда.

                Вторая проба – взята на территории ОАО «Заволжское УТТ». На территории предприятия расположены гаражи, станция техобслуживания, имеется автозаправочная станция.

Третья проба – обочина напряженной автомагистрали по улице Кутузова. Дорога проходит через жилую зону поселка. По обе стороны расположены жилые постройки в связи с чем, рассеивание загрязнителей происходит при менее благоприятных условиях, что не исключает возможности образования локальных зон с большой загазованностью. По обочинам этой дороги лежит потемневший снег.

Четвертая проба – пешеходная зона по улице К. Маркса. приложение

В результате наблюдений и проведенных исследований я пришла к заключению, что наибольшая степень запыленности приземных слоев атмосферы в зимний период на  участке автомобильной трассы и территории ОАО «Заволжское УТТ». Наименьшая запыленность воздуха отмечается на участке пешеходной зоны по улице К. Маркса.

В снеговых пробах обнаружены примеси песка. В течение зимы поверхность дорог, в связи с гололедными явлениями, дорожные службы неоднократно обрабатывали песком. Эти действия также отразились на степени запыленности воздуха.  В пределах поселка запыленность воздуха ниже.  Это связано с ограниченным движением транспорта в пределах жилой зоны. Чтобы уменьшить запыленность воздуха на территории поселка, необходимо увеличить количество зеленых насаждений на границе жилой и промышленной зон поселка, в районе автостоянки, а также на территории, прилегающей к ОАО «Заволжское УТТ». В этом активное участие могут принять жители поселка и школьники.

Работа № 2 

 Определение кислотности снегового покрова.

Используя индикаторную бумагу, можно определить наличие кислот в осадках и предсказать, к каким последствиям приведет таяние такого снега. Если в пробе рН меньше 5.6 , то это говорит о кислотных выпадениях в изучаемом районе.

Цель работы:

•   оценить кислотность снеговых выпадений;  сравнить показатели кислотности на различных участках микрорайона.

           Водородный показатель меньше 5,6 обнаружен в пробах снега, взятых на территориях вблизи ОАО «Заволжское УТТ» (рН =  5), автомобильной трассы по улице Кутузова (рН = 4). Это говорит о повышенном содержании кислотных выпадений на данных участках в течение зимы - залповые выбросы выхлопных газов автомобилей, работающих на бензиновых и дизельных двигателях.

При таянии снега потоки снеговой воды могут попасть в пруд, расположенный вдоль автомобильной трассы на въезде в поселок. Это может отрицательно сказываться на обитателях водоема и почвы, а также на здоровье людей, купающихся летом в водоеме. Необходимо устанавливать в двигателях автомобилей фильтры и дожигающие устройства, ужесточить контроль за движением грузового автотранспорта  в пределах поселка, с полным запретом въезда в жилую зону поселка.

4.2 Природоохранные меры, осуществляемые в  Саратовской области.

Программа по охране окружающей среды от загрязнения всеми видами транспорта разработана Главным управлением природных ресурсов и охраны окружающей среды по Саратовской области совместно с заинтересованными ведомствами. В Программе предусмотрены как организационно-технические мероприятия, так и введение региональных экологических нормативов.

На предприятиях области выпускают комплектующие газобаллонного оборудования. Для использования в качестве моторного топлива газа переведено 70 тыс. единиц автотранспорта (15%). В области запрещено использование этилированных бензинов, дизельного топлива с высоким содержанием серы. Производство и реализация качественного топлива находится под постоянным государственным контролем. В области создана система контрольно-регулировочных постов для осуществления проверки и регулировки автомобильных двигателей по экологическим параметрам^[8]

III этап – заключительный. Заключение.

Можно без преувеличения говорить о том, что тепловые двигатели в настоящее время являются основными преобразователями топлива в другие виды энергии, и без них был бы невозможен прогресс в развитии современной цивилизации. И все-таки, все виды тепловых двигателей являются источниками загрязнения окружающей среды. На примере только одного автотранспортного предприятия, расположенного на территории п. Степное, путем проведения практических исследований можно убедиться в негативном воздействии тепловых двигателей на загрязнение атмосферы и здоровье человека.

Конфликты  между транспортными средствами и средой обитания человека в нашем поселке достаточно серьезны. Результаты исследований показывают превышение ПДК оксидов углерода, азота и серы в снеговом покрове вдоль автомагистральной линии жилой зоны поселка, а также на территории самого транспортного предприятия. Решением данной проблемы может служить комплекс организационно-технических мероприятий, осуществляемых в Советском районе и Саратовской области по эксплуатации транспортных средств. Необходимо совершенствовать структуру парка подвижного состава ОАО «Заволжское УТТ». Применять в ДВС специальные фильтры, очищающие выхлопные газы и уменьшающие тем самым загрязнение атмосферы. Использовать неэтилированный бензин. Применять в ДВС устройства, способствующие полному сгоранию топлива. Осуществлять переход с карбюраторных ДВС на дизельные и ДВС, работающие на сжиженном газе. Для этого в области необходимо расширить производство газобаллонного оборудования и сети заправочных станций. Увеличить сеть постов, осуществляющих контроль за процентным содержанием оксида углерода в выхлопных газах. Да, без специального образования нельзя дать адекватную оценку ситуации, но, при исследованиях, есть формы, не требующие специальных знаний.

На всех стадиях развития цивилизации человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу усилилось. Если рассматривать эту проблему в общепланетарном масштабе, то использование тепловых двигателей – главная причина глобального потепления. Последние данные о  снегопадах в Алжире, Индии, наводнениях в Европе, смещение  полосы вечной мерзлоты – есть следствие глобального изменения климата и накопление в атмосфере парниковых газов. И как бы не велась полемика по данному вопросу - опасность велика, она состоит в том, что наше неведение, природопотребительская и природопокорительская идеология могут запрограммировать техносферный путь развития цивилизации, что приведет к катастрофе. Выход в ноосферном пути развития цивилизации, в выработке концепции интегрирования процессов социально – экономического развития и охраны окружающей среды.

«Та незримая черта, что отделяет будущее от прошлого, на этот раз означает нечто неизмеримо большее, чем это было на рубеже прошлых веков, - саму возможность развития цивилизации»           Академик РАН    Н.Н.Моисеев

Используемая литература.

1. Барашков А. «Физика» (Справочник школьника) -М.: «Просвещение», 1995 – 580с.
2. Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С, «Физика для поступающих в вузы»-М.: «Просвещение», 1982г.
3. Бергер И.М. «Изучение тепловых явлений» -М.: «Просвещение», 1981 – 120с.
4. Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Саратовской области о состоянии окружающей природной среды Саратовской области в 2001 году. Издание: Саратов, «Просвещение», 2002 – 180с.
5. Дик Ю.И., Кабардин О.Ф., Орлов В.А. и др. «Учебное пособие для 10 классов и классов с углубленным изучением  физики». Издание: Москва, «Просвещение», 1993 – 416с.
6. Игнатович Н.И., Рыбальский Н.Г. «Чем опасен транспорт для людей, животных и растений?». Издание: Москва, «Просвещение», 1996 – 80с.
7. Кабардин О.Ф. «Физика». (Справочные материалы). Издание: Москва, «Просвещение», 1991 – 365с.
8. Новиков Ю.В. «Экология, окружающая среда и человек». (Учебное пособие). Издание: Москва, «Просвещение», 1999 – 320с.
9. Свитков Л.П. «Термодинамика и молекулярная физика». Издание: Москва, «Просвещение», 1971 – 190с.
10. Шакмаев Н.М., Шодиев Д.Ш. «Физика 10». Издание: Москва, «Просвещение», 1991 - 240с.
11. Яворский Б.М., Пинский А.А. «Основы физики». Издание: Москва, «Просвещение», 1981.
12. Винокуров Н.В., Трушин В.В. «Глобальная экология» Издание: Москва, «Просвещение», 2005.
13. Использованные Интернет-  ресурсы: www.biodat.ru; www.eco.nw.ru.

Приложение№1

Схема работы теплового двигателя.

Приложение №2.

Паровая машина Ползунова.

Приложение№ 3

Принцип действия ДВС.

Приложение № 4.

Схема паровой турбины Лаваля.

Приложение№ 5.

Схема газотурбинной установки.

Приложение № 6

Таблица 1. Качественный состав отработавших газов автомобилей.

Таблица 2. Количественный состав отработавших газов (пределы значения концентраций, % по объёму).

Приложение №7

Таблица 3. Тип подвижного состава

Приложение №8

Таблица 4. Сведения о государственном контроле за охраной атмосферного воздуха