Урок "Тепловые двигатели и охрана окружающей среды"
план-конспект урока по естествознанию на тему

ОГБПОУ «СМОЛЕНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

Бинарный открытый урок.

Дисциплины: ОУД.09 Физика, ОУД.10 Химия.

Тема: "Тепловые двигатели и охрана окружающей среды"

Продолжительность урока: 90 мин.

Вид урока: Бинарный

Тип урока: Комбинированный с применением современных компьютерных технологий.

Преподаватель: Филипенко Ирина Валерьевна.

Профессия: 09.02.01 Компьютерные системы и комплексы

Курс: 1

Отделение: очное

Группа: КСК 1-17

Технология: личностно-ориентированная, информационно-коммуникативная, мозговой штурм.

Формы организации деятельности студентов: Индивидуальная, коллективная, фронтальная.

Методическая цель:  Показать методику проведения бинарного урока как одной из форм реализации межпредметных связей и интеграции учебных дисциплин.

Цели:

Образовательные:

• Пробудить у  учащихся интерес к изучению физики и химии.
• Обобщить знания учащихся о современных транспортных средствах, выяснить роль тепловых  и других двигателей в жизни мирового сообщества.
• Раскрыть сущность связанных с ними экологических проблем и убедить учащихся в жизненной важности бережного отношения к окружающей нас природе. 
• Проверить умение учащихся давать аргументированную оценку.
• Осуществлять метапредметные связи с химией, географией,  экологией, биологией.
• Развивать мыслительную и познавательную деятельность, умение классифицировать факты и делать обобщающие выводы. кругозор учащихся.

Развивающие:

• Формировать у учащихся целостное представление об окружающем мире, о взаимосвязи естественных наук.
• Развивать способность учащихся приводить доводы, доказательства для подтверждения своего мнения, учиться мыслить самостоятельно.
• Способствовать развитию логического мышления, умению выражать речью результаты мыслительной деятельности, учить связному высказыванию, умению делать выводы.
• Способствовать овладению студентами умениями и навыками самостоятельной работы.
• Формировать у студентов умения применять теоретические знания на практике.

Воспитательные:

• Воспитать ответственное отношение к учебному труду, культуре мышления и речи.

Обеспечение урока: мультимедийное оборудование, электронная презентация, модель двигателя внутреннего сгорания, шаростержневые и проволочные модели алканов, 2 штатива с зажимами, спички, штативы с пробирками…

Оборудование:

Реактивы: спирт, молоко, ацетат свинца…

Методы и приемы обучения:

1. методы словесной передачи и слухового восприятия информации (беседа, дискуссия)

2. методы наглядной передачи и зрительного восприятия информации (наблюдение, демонстрация)

3. методы контроля (фронтальный опрос, карточки с заданиями)

4. метод стимулирования и мотивации (сочетание двух учебных дисциплин на одном уроке, создание ситуации взаимопомощи)

Эпиграфы:

«Раньше природа устрашала человека, а теперь человек устрашает природу».

                                                                                                          Жан Ив Кусто.

«Продлеваешь жизнь природе, продлеваешь жизнь себе.»

Ход урока:

1. Ориентировочно-мотивационный этап
2. Операционально-исполнительский этап
3. Рефлексивно-оценочный этап

1. Ориентировочно-мотивационный этап  

Вступительное слово преподавателя:

На предыдущих уроках мы с вами знакомились с традиционными и альтернативными источниками энергии. Выяснили их достоинства и недостатки. Узнали о различных видах энергии – кинетической, потенциальной и внутренней.

Запасы внутренней энергии в океанах и земной коре можно считать практически неограниченными, но располагать запасами недостаточно. Необходимо за счет энергии уметь приводить в действие устройства, способные совершать работу.

Развитие энергетики является одной из предпосылок научно-технического прогресса. Мощный расцвет промышленности и транспорта в 19 веке был связан с изобретением и усовершенствованием теплового двигателя. Большая часть двигателей на планете - это ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ, ТО ЕСТЬ УСТРОЙСТВА, КОТОРЫЕ ПРЕВРАЩАЮТ ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ ТОПЛИВА В МЕХАНИЧЕСКУЮ.

Для чего важно изучить работу тепловых двигателей (ТД)? Наша цивилизация машинная, причем большая часть машин - это тепловые машины разных видов. Но принцип работы один, и основывается на законах термодинамики. Без ТД жизнь общества резко бы затормозилась, и приняла другие формы - не было бы электричества, машин, самолетов.

Автомобиль на сегодняшний день в России – главная причина загрязнения воздуха в городах. Сейчас в мире их насчитывается более полумиллиарда, это означает, что на каждые 10-11 человек примерно приходится 1 автомобиль.

Ежегодно в мире выпускается около 40 миллионов автомобилей. Загрязнение атмосферы от увеличивающегося объёма выхлопных газов из автомобилей делает жизнь во многих крупных городах мира всё более неприятной. Воздух там содержит вредные газы, например озон: он образуется в результате реакции азотного газа с кислородом под воздействием солнечных лучей и при большой концентрации вреден. Озон, окись углерода, углеводы, а так же частицы свинца и пыли – это всё серьёзно угрожает здоровью людей и всему живому в городах.

        Прочитайте эпиграфы, записанные на доске. Как вы думаете, о чем, кроме тепловых двигателей пойдет сегодня речь? Попытайтесь сформулировать тему урока.

- Запишите тему урока и любой понравившийся вам эпиграф.

О.С. - Сегодня мы проведем необычный урок. Вопросы физики неразрывно связаны с нашей повседневной жизнью и другими науками. Сегодня мы с вами попробуем установить взаимосвязь физики с экологией, биологией и химией.

План урока:  (слайд № 2)

1. Виды транспорта.
2. Принцип действия двигателя внутреннего сгорания.
3. Экологические проблемы транспорта. Парниковый эффект.
4. Пути решения экологических проблем:
   а) создание новых двигателей,
   б) разработка средств защиты атмосферы и гидросферы (получение добавок, способствующих более полному сгоранию топлива, создание эффективных фильтров и т.д.)

2. Операционально-исполнительский этап.

Преподаватель - Начнем наш урок с сообщения о различных видах транспорта. Прослушайте сообщение и заполните таблицу в ваших тетрадях.

1) Виды транспорта (сообщение студента)               (слайд № 3)

Современный транспорт представляет собой единую (в социально-экономическом отношении) транспортную систему, включая мощную сеть железнодорожных, морских, речных, автомобильных, воздушных, трубопроводных городских и промышленных коммуникаций. Основными видами транспорта в РФ являются железнодорожный, автомобильный, авиационный (воздушный), водный (морской и речной). Каждый из данных видов транспорта выполняет в рамках транспортной системы России определенную функцию в соответствии со своими технико-экономическими особенностями, провозной способностью, географическими и историческими особенностями развития.

В различных видах транспорта используются  различные двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Так, железнодорожный транспорт движется за счет электродвигателя  и дизеля, водный - за счет паровой турбины, автомобильный – карбюратора и дизеля. Воздушный транспорт использует поршневой, реактивный и турбореактивный двигатели.

После первого выступления учащиеся заполняют таблицу  

Таблица

- Проверьте, все ли вы записали в свою таблицу. (слайд №4, слайд №5)

2) Принцип действия двигателя внутреннего сгорания (слайд №6)

Преподаватель:        В предыдущем сообщении были перечислены несколько видов двигателей внутреннего сгорания. Что же собой представляет этот двигатель? Каков его принцип работы?

Двигатель внутреннего сгорания - это тепловая машина, в которой в качестве рабочего тела используются газы высокой температуры, образующиеся при сгорании жидкого или газообразного топлива непосредственно внутри камеры поршневого двигателя.

Первый поршневой двигатель внутреннего сгорания был создан в 1860 году французским инженером Э. Ленуаром. КПД этого двигателя был равен 3,3%. К его достоинствам можно отнести малые размеры и массу.

(слайд №7)

Тактом рабочего цикла ДВС является ход поршня от одной мёртвой точки до другой. Один такт соответствует 180-градусному повороту (полуобороту) коленчатого вала.

В двухтактном двигателе процесс наполнения цилиндра свежей горючей смесью, сжатия ее, воспламенения, рабочего хода и выпуска выхлопных газов происходит за два такта.

(слайд №8)

- Давайте посмотрим, какие физические процессы происходят в ДВС?(слайд №9 видео)

- Что можно назвать основным преимуществом ДВС? (слайд №10)

Преподаватель: Основным показателем моторного топлива является стойкость к детонации.

- Что такое детонация? (Это преждевременный взрыв смеси газов при сжатии)

-Чем определяется стойкость к детонации? (Октановым числом)

Сравним пространственные модели веществ, чья детонационная стойкость оценивается числом 0 и 100. Это гептан и 2,2,4-триметилпентан (шаростержневые модели).

Посмотрим, какое вещество будет сгорать медленнее, следовательно и выдерживать большее сжатие.

Демонстрация: 

2 проволочные модели, обмотанные нитками, закреплены в штативе и смочены спиртом. Одновременно поджечь модели.

- Вещество какого строения – нормального или разветвленного сгорает быстрее?

(Вещество нормального строения).

- Следовательно, у какого вещества более высокое октановое число?(У вещества разветвленного строения).

-Каким образом можно уменьшить вероятность взрыва у бензинов с низким октановым числом? (Применять добавки, например, тетраэтилсвинец).

- Какие марки бензинов вы знаете? (Аи 92, , Аи-98, Аи-95) 

Большинство из них этилировалось ранее.

- Почему же тогда во многих странах отказались от применения этилированного бензина?

Проникая с парами бензина через рот и кожу, свинец тормозит обменные процессы, разрушает нервную систему, нарушает кроветворение и механизмы наследования. Кроме того, свинец накапливается в почве и попадает в организм человека с продуктами питания. Тетраэтилсвинец (ТЭС) коварен – после отравления им человек несколько суток ничего не ощущает.

- Можно ли вывести ионы тяжелых металлов, таких как свинец, из организма?

Демонстрация:

В пробирку с молоком добавить несколько мл. ацетата свинца. Встряхнуть. Что наблюдаете?

 - Каково практическое значение этой реакции? (применение молока как противоядия при отравлении солями тяжелых металлов).

3) Экологические проблемы транспорта (сообщения студентов)

(слайд №11)

- Прослушивая сообщения, делайте краткие пометки в тетради об основных токсичных выбросах и их влиянии на окружающую среду и человека.

1 студент. К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отработавшие газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углеводороды, окислы азота, бензапирен, альдегиды и сажу. Диоксид углерода обладает наркотическим действием, раздражающе действует на кожу и слизистую  оболочку. Оксид углерода при вдыхании связывается с гемоглобином крови, вытесняя из нее кислород, в результате чего наступает кислородное голодание, сказывающееся прежде всего на центральной нервной системе. Высокая концентрация оксида углерода даже при кратковременном воздействии может вызвать смерть.

Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз опаснее, чем угарный газ. Диоксид азота вызывает сильное раздражение слизистых оболочек глаз, а при вдыхании – образование азотной и азотистой кислоты в дыхательных путях.

Основными токсичными веществами – продуктами неполного сгорания являются сажа, окись углерода, углеводороды, альдегиды.

Охрана окружающей природной среды и рациональное использование естественных ресурсов - одна из актуальных глобальных проблем современности.
Все мы в последние десятилетия наблюдаем резкое повышение температуры, когда зимой вместо отрицательных температур мы месяцами наблюдаем оттепели до 5 – 8 градусов тепла, а в летние месяцы – засухи и суховеи, иссушающие почву и ведущие к ее эрозии. Почему это происходит?

Ученые утверждают, что причиной, прежде всего, является губительная деятельность человечества, приводящая к глобальному изменению климата Земли. Сжигание топлива в электростанциях, резкое увеличение количества отходов от производственной деятельности человека, увеличение автомобильного транспорта и как следствие увеличение выбросов углекислого газа в атмосферу Земли при резком сокращении лесопарковой зоны, привело к возникновению так называемого парникового эффекта Земли.

Преподаватель - Давайте назовем основные загрязнители, попадающие в атмосферу при сжигании топлива. (угарный, углекислый, оксиды азота, сажа, углеводороды, альдегиды)

- Прослушайте второе сообщение о парниковом эффекте.

2 студент. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это, безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ.

С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней температуры планеты. Действие парникового эффекта анaлогично действию стекла в оранжерее или парнике (от этого возникло название " парниковый эффект"). Поставщиками парниковых газов являются  водяной пар, углекислый газ, метан, озон… и рост населения, автомобильный транспорт.

Преподаватель 

- Какие процессы сопровождаются выделением углекислого газа? (Дыхание, горение)

- С какими последствиями парникового эффекта может столкнуться человечество в ближайшем будущем?

- Давайте найдем как можно больше положительных и  отрицательных последствий этого явления. Вы будете работать в группах по 2 человека в течении 5 минут. Ваша задача – выделить отрицательные и положительные последствия парникового эффекта и записать их на отдельных листах.

        По окончании работы закрепить листы на доске. (мозговой штурм, деление на творческие группы, оформление результатов на доске, сравнение с презентацией).

Оформление результатов обсуждения на 2 половинках доски

- Давайте сравним ваши предложения с выводами и прогнозами, которые сделали ученые – экологи.

Последствия парникового эффекта.( Преподаватель.)

 (слайды № 12 – 14)

1. Если температура на Земле будет продолжать повышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мировой климат.
2. В тропиках будет выпадать больше осадков, так как дополнительное тепло повысит содержание водяного пара в воздухе.
3. В засушливых районах дожди станут еще более редкими и они превратятся в пустыни в результате чего людям и животным придется их покинуть.
4. Температура морей также повысится, что приведет к затоплению низинных областей побережья и к увеличению числа сильных штормов.
5. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря так как:
   а) вода, нагреваясь, становится менее плотной и расширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря;
   б) повышение температуры может растопить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, например, Антарктиду или высокие горные цепи. 
6. Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в моря, повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что таяние льда, плавающего в морях, не вызовет повышение уровня моря. Ледяной покров Арктики представляет собой огромный слой плавучего льда. Подобно Антарктиде, Арктика также окружена множеством айсбергов. 
7. Климатологи подсчитали, что если растают гренландские и антарктические ледники, уровень Мирового океана повысится на 70-80 м.
8. Сократятся жилые земли.
9. Нарушится водосолевой баланс океанов.
10. Изменятся траектории движения циклонов и антициклонов.
11. Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим изменениям.
12. Многие растения погибнут от недостатка влаги и животным придется переселится в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных.

Кроме отрицательных последствий глобального потепления, можно отметить несколько положительных. (слайд 15)

На первый взгляд более теплый климат представляется благом, так как могут уменьшиться счета за отопление и увеличение продолжительности вегетационного сезона в средних и высоких широтах. Увеличение концентрации диоксида углерода может ускорить фотосинтез.

Однако потенциальный выигрыш в урожайности может быть уничтожен ущербом от болезней, вызванных вредными насекомыми, поскольку повышение температуры ускорит их размножение. Почвы в некоторых областях окажутся малопригодными для выращивания основных культур. Глобальное потепление ускорило бы, вероятно, разложение органического вещества в почвах, что привело бы к дополнительному поступлению в атмосферу диоксида углерода и метана и ускорило парниковый эффект.

Итак, мы пришли к противоречию: существование современной цивилизации невозможно без  тепловых машин, но они наносят ущерб окружающей среде и здоровью человека.

- Попробуйте назвать отрицательные последствия использования тепловых машин.

(слайд №16) 

• Загрязнение токсичными выбросами (отработанными газами, картерными газами, топливными испарениями)
• Загрязнение атмосферного воздуха свинцом

• Возникновение парникового эффекта

- Какие же пути решения экологических проблем есть у человечества? Давайте прослушаем несколько сообщений.

4) Пути решения экологических проблем: (сообщения студентов)

1 студент. 

На токсичность отработанных газов большое влияние оказывает сорт применяемого топлива и его качество. В настоящее время увеличивается производство бензинов без свинцовых присадок, в дизельном топливе ограничено содержание серы, топливо из нефти заменяется более чистым сжатым природным газом. Для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу необходимо использовать очистительные фильтры.

В автомобилях очистка отработанных газов затруднена, и здесь надо искать другие пути. Например, в качестве горючего можно использовать водородное топливо. Это топливо экологически чистое. Водородное топливо обладает многими достоинствами. Теплотворная способность водородного горючего почти в 3 раза превышает теплотворную способность бензина.

Водород – самый распространенный элемент во Вселенной, на Земле его в 100 тысяч раз больше, чем каменного угля. Запасы его практически неисчерпаемы. Более того, при его сгорании образуется вода, из которой можно снова получить водород. Водород легко транспортировать по трубопроводам. Его просто распределять между

потребителями. Подсчитано: транспортировка водорода на 100 км стоит на 20% дешевле, чем передача такого же количества электроэнергии. А если расстояние растет, разница в стоимости переброски еще существеннее – для расстояния в 1600 км доставка водорода вдвое выгоднее, чем передача электроэнергии. 

Однако наряду с достоинствами водородное топливо имеет недостатки.

Прежде всего, оно довольно дорого. Его производят сейчас в основном из того же углеводородного топлива, которое водород призван заменить. Получение его из воды с помощью электрической энергии пока еще невыгодно – стоимость водорода получается в несколько раз выше, чем стоимость полученной из него энергии.

Много проблем связано с тем, что водород очень легок. Для хранения 1кг водорода потребуется баллон объемом 11 кубометров! Его можно превратить в жидкость – и объем хранилища намного уменьшится. Но тогда придется поддерживать температуру -253 С, что баснословно дорого. Можно также вместо водорода в жидком виде использовать его в составе твердых металлогидратов, из которых он выделяется при нагревании..

2 студент. 

Использование спирта в качестве автомобильного топлива также существенно снизит загрязнение среды – выхлоп спиртового двигателя значительно менее токсичен. Бразилия является лидером в использовании спирта в качестве автомобильного топлива. Уже в середине 80-х годов производство спирта из сахарного тростника достигло там 11 млрд. литров в год. Этого достаточно, чтобы обеспечить горючим 5 млн. автомобилей. Однако ученые подсчитали, что все растения мира, превратившись в спирт, в состоянии покрыть наши потребности только на 40%. 

Можно также использовать бионефть – в ней практически отсутствуют вредные примеси, в том числе самая неприятная из них – сера. Некоторые виды растений вырабатывают в своих тканях горючие углеводороды, по составу похожие на те, которые содержатся в нефти. На Филиппинах, например, нашли дерево, которое местные жители называют “ханга”. Его орехи содержат масло, по своему составу почти совпадающее с нефтью. Во время второй мировой войны японцы заправляли двигатели танков маслом, выжатым из этих орехов. Какой-либо дополнительной обработки при этом не потребовалось. В Амазонии нашли дерево “копаибу”, достигающее почти 30 м в высоту. Из одного надреза на стволе этого дерева может за час натечь около 20 л отличного дизельного топлива. 

        Самым перспективным является обычный сорняк с латинским названием “эйфорбия латирис”, называемый в просторечии “сусликовым деревом”. По расчетам с гектара, засеянного сусликовым деревом, можно получить 1,5 тысячи литров бионефти. Однако, бионефть топливную проблему не решит. Одни только автомобили “выпивают” более 5 млрд. литров в сутки. А ферма, производящая всего лишь 5 млн. литров бионефти в сутки, должна была бы занимать площадь не менее 350 тыс. гектаров. Учтем еще, что эту землю нужно обрабатывать, а за сорняком ухаживать, защищать его от других сорняков. 

3 студент. 

Значительный интерес представляют электрические двигатели, использующие аккумуляторные батареи и электрохимические генераторы. Электромобили отличаются хорошей приспосабливаемостью к переменным режимам городского движения, простотой технического обслуживания, а главное – экологической чистотой.

Однако широкого применения они не находят, так как: во-первых, нет надежных, легких, энергоемких аккумуляторов. Во- вторых, перевод автотранспорта на  питание электрохимических аккумуляторов приведет к расходованию на их подзарядку огромного количества электроэнергии, значительную часть которой мы получаем на электростанциях при сжигании ископаемого топлива. В таком случае загрязнение воздуха будет происходить не от автомобилей, а от электростанций.   По причине дороговизны и тихоходности не стали пока обычными электромобили, работающие от солнечных батарей. Существуют проекты электромобилей, гелиомобилей, но до серийного производства пока далеко.

Преподаватель. - Какие выводы вы можете сделать из прослушанных сообщений?

Решение проблемы:

• Вместо горючего использовать сжиженный газ.
• Бензин заменить водородом.
• Электромобили.
• Дизели.

- Каким образом можно уменьшить негативные последствия парникового эффекта?

- Давайте сопоставим ваши выводы с выводами экологов.

(слайд № 17)

Рефлексивно-оценочный этап.

Преподаватель: Подведем итоги занятия. Попробуйте определиться для себя с выбором: что перевесит в ближайшем будущем?

(слайд №18)

- Поднимите руку, если считаете, что в будущем «перевесит» технический прогресс. Обоснуйте свое решение (1 человек с места)

- Поднимите руку, если считаете, что в будущем «перевесит » экология. Обоснуйте свое решение (1 человек с места).

Преподаватель подводит итоги в зависимости от ситуации соц. опроса.

(слайд №19)

Преподаватель- Продолжите фразы:

1. Использование бензинового топлива сопровождается загрязнением…

2. Вещества, образующиеся при горении бензина, действуют на человека, вызывая…

3. Более экологичными видами топлива являются…

4. Но пока человечество не может отказаться от использования бензина, т.к….

5. Я считаю, что в ближайшем будущем люди задумаются о…

Преподаватель: Хочется отметить, что научно-технический прогресс неуклонно совершенствует конструкции, технические характеристики автомобильного транспорта. Важным на современном этапе является создание новых экономичных и экологически чистых машин. Это - машины нового века, новых технологий. Это – машины будущего. Может быть кто-то из вас и будет изобретателем этих машин. Желаем вам в этом удачи.

- И в заключении нашего урока мы хотим вам предложить несколько ситуационных задач. Подумайте, как бы поступили вы? Предложите свои варианты ответов.

(слайд №20)

Ситуационные задачи.

Эталон.

Литература:

1. Л.А. Горлова «Интегрированные уроки физики». Москва «Вако» 2009г.
2. А. Лымарева «Проектная деятельность учащихся» издательство «Учитель»

г. Волгоград 2008г.

3. Научно-методический журнал «Физика в школе» № 4  2001г.
4. Двигатели внутреннего сгорания, т.1-3, М.,1957-62
5. Дигатели внутреннего сгорания, М., 1968

http://portfolio.1september.ru

www.studzona.com/referats/view

fiz.1september.ru

www.ronl.ru/problemi_ekologii

www.manbw.ru

1.  Виды транспорта 

Современный транспорт представляет собой единую (в социально-экономическом отношении) транспортную систему, включая мощную сеть железнодорожных, морских, речных, автомобильных, воздушных, трубопроводных городских и промышленных коммуникаций. Основными видами транспорта в РФ являются железнодорожный, автомобильный, авиационный (воздушный), водный (морской и речной). Каждый из данных видов транспорта выполняет в рамках транспортной системы России определенную функцию в соответствии со своими технико-экономическими особенностями, провозной способностью, географическими и историческими особенностями развития.

В различных видах транспорта используются  различные двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Так, железнодорожный транспорт движется за счет электродвигателя  и дизеля, водный - за счет паровой турбины, автомобильный – карбюратора и дизеля. Воздушный транспорт использует поршневой, реактивный и турбореактивный двигатели.

1. Виды транспорта 

Современный транспорт представляет собой единую (в социально-экономическом отношении) транспортную систему, включая мощную сеть железнодорожных, морских, речных, автомобильных, воздушных, трубопроводных городских и промышленных коммуникаций. Основными видами транспорта в РФ являются железнодорожный, автомобильный, авиационный (воздушный), водный (морской и речной). Каждый из данных видов транспорта выполняет в рамках транспортной системы России определенную функцию в соответствии со своими технико-экономическими особенностями, провозной способностью, географическими и историческими особенностями развития.

В различных видах транспорта используются  различные двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Так, железнодорожный транспорт движется за счет электродвигателя  и дизеля, водный - за счет паровой турбины, автомобильный – карбюратора и дизеля. Воздушный транспорт использует поршневой, реактивный и турбореактивный двигатели.

2. Экологические проблемы транспорта

2 студент. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это, безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ.

С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней температуры планеты. Действие парникового эффекта анaлогично действию стекла в оранжерее или парнике (от этого возникло название " парниковый эффект"). Поставщиками парниковых газов являются  водяной пар, углекислый газ, метан, озон… и рост населения, автомобильный транспорт.

2. Экологические проблемы транспорта

2 студент. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это, безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ.

С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней температуры планеты. Действие парникового эффекта анaлогично действию стекла в оранжерее или парнике (от этого возникло название " парниковый эффект"). Поставщиками парниковых газов являются  водяной пар, углекислый газ, метан, озон… и рост населения, автомобильный транспорт.

2)Экологические проблемы транспорта

1 студент. 

К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отработавшие газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углеводороды, окислы азота, бензапирен, альдегиды и сажу. Диоксид углерода обладает наркотическим действием, раздражающе действует на кожу и слизистую  оболочку. Оксид углерода при вдыхании связывается с гемоглобином крови, вытесняя из нее кислород, в результате чего наступает кислородное голодание, сказывающееся прежде всего на центральной нервной системе. Высокая концентрация оксида углерода даже при кратковременном воздействии может вызвать смерть.

Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз опаснее, чем угарный газ. Диоксид азота вызывает сильное раздражение слизистых оболочек глаз, а при вдыхании – образование азотной и азотистой кислоты в дыхательных путях.

Основными токсичными веществами – продуктами неполного сгорания являются сажа, окись углерода, углеводороды, альдегиды.

Охрана окружающей природной среды и рациональное использование естественных ресурсов - одна из актуальных глобальных проблем современности.
Все мы в последние десятилетия наблюдаем резкое повышение температуры, когда зимой вместо отрицательных температур мы месяцами наблюдаем оттепели до 5 – 8 градусов тепла, а в летние месяцы – засухи и суховеи, иссушающие почву и ведущие к ее эрозии. Почему это происходит?

Ученые утверждают, что причиной, прежде всего, является губительная деятельность человечества, приводящая к глобальному изменению климата Земли. Сжигание топлива в электростанциях, резкое увеличение количества отходов от производственной деятельности человека, увеличение автомобильного транспорта и как следствие увеличение выбросов углекислого газа в атмосферу Земли при резком сокращении лесопарковой зоны, привело к возникновению так называемого парникового эффекта Земли.

2)Экологические проблемы транспорта 1 студент. 

К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отработавшие газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углеводороды, окислы азота, бензапирен, альдегиды и сажу. Диоксид углерода обладает наркотическим действием, раздражающе действует на кожу и слизистую  оболочку. Оксид углерода при вдыхании связывается с гемоглобином крови, вытесняя из нее кислород, в результате чего наступает кислородное голодание, сказывающееся прежде всего на центральной нервной системе. Высокая концентрация оксида углерода даже при кратковременном воздействии может вызвать смерть.

Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз опаснее, чем угарный газ. Диоксид азота вызывает сильное раздражение слизистых оболочек глаз, а при вдыхании – образование азотной и азотистой кислоты в дыхательных путях.

Основными токсичными веществами – продуктами неполного сгорания являются сажа, окись углерода, углеводороды, альдегиды.

Охрана окружающей природной среды и рациональное использование естественных ресурсов - одна из актуальных глобальных проблем современности.
Все мы в последние десятилетия наблюдаем резкое повышение температуры, когда зимой вместо отрицательных температур мы месяцами наблюдаем оттепели до 5 – 8 градусов тепла, а в летние месяцы – засухи и суховеи, иссушающие почву и ведущие к ее эрозии. Почему это происходит?

Ученые утверждают, что причиной, прежде всего, является губительная деятельность человечества, приводящая к глобальному изменению климата Земли. Сжигание топлива в электростанциях, резкое увеличение количества отходов от производственной деятельности человека, увеличение автомобильного транспорта и как следствие увеличение выбросов углекислого газа в атмосферу Земли при резком сокращении лесопарковой зоны, привело к возникновению так называемого парникового эффекта Земли

4) Пути решения экологических проблем: 2 студент. 

Использование спирта в качестве автомобильного топлива также существенно снизит загрязнение среды – выхлоп спиртового двигателя значительно менее токсичен. Бразилия является лидером в использовании спирта в качестве автомобильного топлива. Уже в середине 80-х годов производство спирта из сахарного тростника достигло там 11 млрд. литров в год. Этого достаточно, чтобы обеспечить горючим 5 млн. автомобилей. Однако ученые подсчитали, что все растения мира, превратившись в спирт, в состоянии покрыть наши потребности только на 40%. 

Можно также использовать бионефть – в ней практически отсутствуют вредные примеси, в том числе самая неприятная из них – сера. Некоторые виды растений вырабатывают в своих тканях горючие углеводороды, по составу похожие на те, которые содержатся в нефти. На Филиппинах, например, нашли дерево, которое местные жители называют “ханга”. Его орехи содержат масло, по своему составу почти совпадающее с нефтью. Во время второй мировой войны японцы заправляли двигатели танков маслом, выжатым из этих орехов. Какой-либо дополнительной обработки при этом не потребовалось. В Амазонии нашли дерево “копаибу”, достигающее почти 30 м в высоту. Из одного надреза на стволе этого дерева может за час натечь около 20 л отличного дизельного топлива. 

Самым перспективным является обычный сорняк с латинским названием “эйфорбия латирис”, называемый в просторечии “сусликовым деревом”. По расчетам с гектара, засеянного сусликовым деревом, можно получить 1,5 тысячи литров бионефти. Однако, бионефть топливную проблему не решит. Одни только автомобили “выпивают” более 5 млрд. литров в сутки. А ферма, производящая всего лишь 5 млн. литров бионефти в сутки, должна была бы занимать площадь не менее 350 тыс. гектаров. Учтем еще, что эту землю нужно обрабатывать, а за сорняком ухаживать, защищать его от других сорняков. 

4) Пути решения экологических проблем:

1 студент. 

На токсичность отработанных газов большое влияние оказывает сорт применяемого топлива и его качество. В настоящее время увеличивается производство бензинов без свинцовых присадок, в дизельном топливе ограничено содержание серы, топливо из нефти заменяется более чистым сжатым природным газом. Для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу необходимо использовать очистительные фильтры.

В автомобилях очистка отработанных газов затруднена, и здесь надо искать другие пути. Например, в качестве горючего можно использовать водородное топливо. Это топливо экологически чистое. Водородное топливо обладает многими достоинствами. Теплотворная способность водородного горючего почти в 3 раза превышает теплотворную способность бензина.

Водород – самый распространенный элемент во Вселенной, на Земле его в 100 тысяч раз больше, чем каменного угля. Запасы его практически неисчерпаемы. Более того, при его сгорании образуется вода, из которой можно снова получить водород. Водород легко транспортировать по трубопроводам. Его просто распределять между

потребителями. Подсчитано: транспортировка водорода на 100 км стоит на 20% дешевле, чем передача такого же количества электроэнергии. А если расстояние растет, разница в стоимости переброски еще существеннее – для расстояния в 1600 км доставка водорода вдвое выгоднее, чем передача электроэнергии. 

Однако наряду с достоинствами водородное топливо имеет недостатки.

Прежде всего, оно довольно дорого. Его производят сейчас в основном из того же углеводородного топлива, которое водород призван заменить. Получение его из воды с помощью электрической энергии пока еще невыгодно – стоимость водорода получается в несколько раз выше, чем стоимость полученной из него энергии.

Много проблем связано с тем, что водород очень легок. Для хранения 1кг водорода потребуется баллон объемом 11 кубометров! Его можно превратить в жидкость – и объем хранилища намного уменьшится. Но тогда придется поддерживать температуру -253 С, что баснословно дорого. Можно также вместо водорода в жидком виде использовать его в составе твердых металлогидратов, из которых он выделяется при нагревании..

4) Пути решения экологических проблем:

3 студент. 

Значительный интерес представляют электрические двигатели, использующие аккумуляторные батареи и электрохимические генераторы. Электромобили отличаются хорошей приспосабливаемостью к переменным режимам городского движения, простотой технического обслуживания, а главное – экологической чистотой.

Однако широкого применения они не находят, так как: во-первых, нет надежных, легких, энергоемких аккумуляторов. Во- вторых, перевод автотранспорта на  питание электрохимических аккумуляторов приведет к расходованию на их подзарядку огромного количества электроэнергии, значительную часть которой мы получаем на электростанциях при сжигании ископаемого топлива. В таком случае загрязнение воздуха будет происходить не от автомобилей, а от электростанций.   По причине дороговизны и тихоходности не стали пока обычными электромобили, работающие от солнечных батарей. Существуют проекты электромобилей, гелиомобилей, но до серийного производства пока далеко.

4) Пути решения экологических проблем:

2 студент. 

Использование спирта в качестве автомобильного топлива также существенно снизит загрязнение среды – выхлоп спиртового двигателя значительно менее токсичен. Бразилия является лидером в использовании спирта в качестве автомобильного топлива. Уже в середине 80-х годов производство спирта из сахарного тростника достигло там 11 млрд. литров в год. Этого достаточно, чтобы обеспечить горючим 5 млн. автомобилей. Однако ученые подсчитали, что все растения мира, превратившись в спирт, в состоянии покрыть наши потребности только на 40%. 

Можно также использовать бионефть – в ней практически отсутствуют вредные примеси, в том числе самая неприятная из них – сера. Некоторые виды растений вырабатывают в своих тканях горючие углеводороды, по составу похожие на те, которые содержатся в нефти. На Филиппинах, например, нашли дерево, которое местные жители называют “ханга”. Его орехи содержат масло, по своему составу почти совпадающее с нефтью. Во время второй мировой войны японцы заправляли двигатели танков маслом, выжатым из этих орехов. Какой-либо дополнительной обработки при этом не потребовалось. В Амазонии нашли дерево “копаибу”, достигающее почти 30 м в высоту. Из одного надреза на стволе этого дерева может за час натечь около 20 л отличного дизельного топлива. 

        Самым перспективным является обычный сорняк с латинским названием “эйфорбия латирис”, называемый в просторечии “сусликовым деревом”. По расчетам с гектара, засеянного сусликовым деревом, можно получить 1,5 тысячи литров бионефти. Однако, бионефть топливную проблему не решит. Одни только автомобили “выпивают” более 5 млрд. литров в сутки. А ферма, производящая всего лишь 5 млн. литров бионефти в сутки, должна была бы занимать площадь не менее 350 тыс. гектаров. Учтем еще, что эту землю нужно обрабатывать, а за сорняком ухаживать, защищать его от других сорняков. 

4) Пути решения экологических проблем:

3 студент. 

Значительный интерес представляют электрические двигатели, использующие аккумуляторные батареи и электрохимические генераторы. Электромобили отличаются хорошей приспосабливаемостью к переменным режимам городского движения, простотой технического обслуживания, а главное – экологической чистотой.

Однако широкого применения они не находят, так как: во-первых, нет надежных, легких, энергоемких аккумуляторов. Во- вторых, перевод автотранспорта на  питание электрохимических аккумуляторов приведет к расходованию на их подзарядку огромного количества электроэнергии, значительную часть которой мы получаем на электростанциях при сжигании ископаемого топлива. В таком случае загрязнение воздуха будет происходить не от автомобилей, а от электростанций.   По причине дороговизны и тихоходности не стали пока обычными электромобили, работающие от солнечных батарей. Существуют проекты электромобилей, гелиомобилей, но до серийного производства пока далеко.

4) Пути решения экологических проблем:

1 студент. 

На токсичность отработанных газов большое влияние оказывает сорт применяемого топлива и его качество. В настоящее время увеличивается производство бензинов без свинцовых присадок, в дизельном топливе ограничено содержание серы, топливо из нефти заменяется более чистым сжатым природным газом. Для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу необходимо использовать очистительные фильтры.

В автомобилях очистка отработанных газов затруднена, и здесь надо искать другие пути. Например, в качестве горючего можно использовать водородное топливо. Это топливо экологически чистое. Водородное топливо обладает многими достоинствами. Теплотворная способность водородного горючего почти в 3 раза превышает теплотворную способность бензина.

Водород – самый распространенный элемент во Вселенной, на Земле его в 100 тысяч раз больше, чем каменного угля. Запасы его практически неисчерпаемы. Более того, при его сгорании образуется вода, из которой можно снова получить водород. Водород легко транспортировать по трубопроводам. Его просто распределять между

потребителями. Подсчитано: транспортировка водорода на 100 км стоит на 20% дешевле, чем передача такого же количества электроэнергии. А если расстояние растет, разница в стоимости переброски еще существеннее – для расстояния в 1600 км доставка водорода вдвое выгоднее, чем передача электроэнергии. 

Однако наряду с достоинствами водородное топливо имеет недостатки.

Прежде всего, оно довольно дорого. Его производят сейчас в основном из того же углеводородного топлива, которое водород призван заменить. Получение его из воды с помощью электрической энергии пока еще невыгодно – стоимость водорода получается в несколько раз выше, чем стоимость полученной из него энергии.

Много проблем связано с тем, что водород очень легок. Для хранения 1кг водорода потребуется баллон объемом 11 кубометров! Его можно превратить в жидкость – и объем хранилища намного уменьшится. Но тогда придется поддерживать температуру -253 С, что баснословно дорого. Можно также вместо водорода в жидком виде использовать его в составе твердых металлогидратов, из которых он выделяется при нагревании..

Таблица

Продолжите фразы:

1. Использование бензинового топлива сопровождается загрязнением…

2. Вещества, образующиеся при горении бензина, действуют на человека, вызывая…

3. Более экологичными видами топлива являются…

4. Но пока человечество не может отказаться от использования бензина, т.к….

5. Я считаю, что в ближайшем будущем люди задумаются о…

Таблица

Продолжите фразы:

1. Использование бензинового топлива сопровождается загрязнением…

2. Вещества, образующиеся при горении бензина, действуют на человека, вызывая…

3. Более экологичными видами топлива являются…

4. Но пока человечество не может отказаться от использования бензина, т.к….

5. Я считаю, что в ближайшем будущем люди задумаются о…

Таблица

Продолжите фразы:

1. Использование бензинового топлива сопровождается загрязнением…

2. Вещества, образующиеся при горении бензина, действуют на человека, вызывая…

3. Более экологичными видами топлива являются…

4. Но пока человечество не может отказаться от использования бензина, т.к….

5. Я считаю, что в ближайшем будущем люди задумаются о…

Ситуационные задачи.

Ситуационные задачи.