физика 11 класс

Производство электрической энергии.
ЦЕЛИ УРОКА
Образовательная: знакомство обучающихся с традиционными и нетрадиционными способами
производства электрической энергии, изучение преимуществ и недостатков
каждого вида производства и перспектив их развития.
Развивающие: развитие навыков работы с дополнительной литературой, развитие
монологической речи
Воспитательные: формирование экологической культуры и познавательного
интереса к физике и экологии.
ПЛАН УРОКА
Этап
Содержание этапа
Время
1. Организационный
Сообщение темы и цели урока
2 мин
2. Изучение нового
Выступления обучающихся с
20 мин
материала.
сообщениями; заполнение таблиц
№1 и №2
3. Закрепление изученного
Решение задач с экологическим
материала
содержанием
4. Подведение итогов урока.
Обсуждение таблицы №2
13 мин
5 мин.
Развитие индустриального общества опирается на постоянно растущий уровень производства и
потребления различных видов энергии. Особое место среди них занимает электроэнергия. Если
удвоение потребления энергии в мире происходит примерно за 25 лет, то удвоение потребления
электроэнергии происходит в среднем за 10 лет.
Вопрос: С чем связано такое широкое распространение электроэнергии?
Ответ: Электрическая энергия имеет ряд преимуществ перед другими видами энергии.
1. Её можно без больших потерь передавать на большие расстояния.
2. Просто и с высоким КПД трансформируется от одного напряжения к другому.
3. Легко превращается в другие виды энергии.
4. Легко дробится на любые порции.
5. Не наносит вреда окружающей среде.
Сегодня на уроке мы познакомимся с традиционными и нетрадиционными способами
производства электрической энергии, рассмотрим преимущества и недостатки каждого вида
производства и обсудим перспективы развития электроэнергетики.
Тема урока: Производство электрической энергии.
Для производства электрической энергии строят специальные сооружения – электростанции. Мы
знаем, что из ничего электрическую энергию не получить, т.к. согласно закону сохранения
энергии энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает бесследно, она лишь
переходит из одной формы в другую. Поэтому для производства электрической энергии
требуется какой-то другой вид энергии. Электростанции, в зависимости от того, какой вид энергии
они превращают в электрическую, подразделяются на тепловые, атомные и гидравлические.
Российская энергетика сегодня – это 600 тепловых, 100 гидравлических и 9 атомных
электростанций.
Сейчас мы послушаем сообщения о том, что положено в основу производства электроэнергии.
План сообщений записан на доске. Во время сообщений заполняем таблицу №1 на доске и
таблицу №2 самостоятельно в тетради.
Сообщение №1.
При сжигании ископаемых углей и нефти ежегодно образуется до 400 млн.т. сернистого газа и
окислов азота, т.е. около 70 кг вредных веществ на каждого жителя Земли в год.
Сообщение №2.
При «сжигании» 1г урана в ядерном реакторе выделяется такая же энергия, как и при сжигании
20т каменного угля.
Сообщение №3.
Сообщение №4.
Каждую секунду наша планета получает около 50млрд кВт·ч солнечной энергии, что
соответствует мощности 150млн крупных электростанций.
Для удовлетворения всех энергетических потребностей человечества хватило бы 0, 005%
доходящей до Земли солнечной энергии.
Анализируем таблицу №2.
Вопрос:
Каковы, по вашему мнению, перспективы развития каждого вида производства электрической
энергии?
Ответ:
По мнению учёных в основе энергетики ближайшего будущего по-прежнему останется
теплоэнергетика на не возобновляемых ресурсах. Но структура её изменится. Должно сократиться
использование нефти. Существенно возрастёт производство электроэнергии на атомных
электростанциях. Начнётся использование гигантских запасов дешёвых углей, например, в
Кузнецком, Канско-Ачинском, Экибастузском бассейнах. Широко будет применяться природный
газ. К сожалению, запасы нефти, газа, угля отнюдь не бесконечны. Конечны и запасы ядерного
топлива.
Экономия энергии открывает не меньше возможностей, чем освоение новых источников
энергии. Для избежания экономического кризиса выход один – экономить всеми способами,
начиная с устранения щелей в окнах, выключения ненужных ламп, пользования душем
вместо ванны, вентилятором вместо кондиционера, автобусом вместо собственного
автомобиля, созданием более эффективных устройств, машин, автомобилей, предприятий.
Подведение итогов урока: т.о. сегодня на уроке мы рассмотрели различные виды производства
электрической энергии, обсудили преимущества и недостатки каждого вида и перспективы их
развития.
Темы сообщений:
1. Производство электрической энергии на ТЭС
2. Производство электрической энергии на АЭС
3. Производство электрической энергии на ГЭС
4. Нетрадиционные источники энергии
Таблица №1 (заполняется на доске обучающимися, которые выступают с сообщениями)
Вид пр-ва
ТЭС
Источник энергии
Внутренняя энергия топлива
Доля в
Доля в
кпд
мире
России
86%
75%
30-40%
6%
6%
25%
7%
17%
70%
1%
1%
10-20%
(уголь, нефть, газ).
АЭС
Энергия деления тяжёлых
атомных ядер (уран, плутоний)
ГЭС
Потенциальная энергия
падающей воды.
Нетрадиционные
источники
энергии
-солнечная энергия;
- энергия ветра;
-геотермальная энергия;
- энергия приливов и отливов
Таблица №2 (заполняется учащимися в тетради самостоятельно во время сообщений).
Вид производства
ТЭС
АЭС
Достоинства
Недостатки
1. Относительное свободное
1. Низкий КПД
размещение, связанное с широким
2. Топливные ресурсы
распространением топливных
планеты ограничены.
ресурсов в России.
3. Неблагоприятное
2. Способность вырабатывать
воздействие на
энергию без сезонных колебаний.
окружающую среду.
1. Не образуются оксиды,
1. Возможность
провоцирующие образование
крупномасштабного
кислотных дождей и усиление
радиационного заражения в
парникового эффекта.
случае аварии.
2. простота эксплуатации.
2. Необходимость
3. Отсутствие загрязнения
захоронения р/а отходов.
окружающей среды.
3. Вывод устаревших
станций их эксплуатации.
ГЭС
1. Вода – возобновляемый источник 1. Несвободное размещение.
энергии.
2. Сезонные колебания
2. простота эксплуатации.
производства.
3. Отсутствие загрязнения
3. Плотины и
окружающей среды.
водохранилища выводят из
оборота затопляемые земли,
влияют на качество воды и
рыбные запасы.
Нетрадиционные
1. Возобновляемость ресурсов
источники энергии
1. Рассеянность
энергоресурсов.
2. Высокая себестоимость.
3. Ветроустановки
производят много шума, их
вращающиеся
металлические лопасти
вызывают помехи для
приема телевизионных
сигналов и губят птиц.
4. Использование
геотермальных установок
приводит к тепловому
загрязнению.
ЗАДАЧИ С ЭКОЛОГИЧЕСКИМ СОДЕРЖАНИЕМ
1. Определите толщину пленки нефти, разлитой на поверхности воды, если 5г нефти разливаются
пленкой площадью 50м2. Какова площадь поверхности воды, покрытой нефтяной пленкой, если в
воду вылили 5т нефти?
(1,25 . 10 м, 5.10 м2).
2. Рассчитать среднюю мощность солнечной электростанции площадью 23х23 км2, если КПД
фотопреобразователей 20%, а средняя плотность потока солнечной энергии П=200Вт\м2.
Р=21 млн. кВт.
Этот пример показывает, что с площади 23х23 км2 можно получить такую же мощность
электроэнергии, какую дают все атомные электростанции России.
3. Почему тепловое загрязнение водоемов (сброс подогретой на ТЭС воды) приводит к гибели
рыбы?
С повышением температуры в воде уменьшается содержание кислорода.
4. Почему накопление в атмосфере углекислого газа приводит к парниковому эффекту?
Слой углекислого газа пропускает видимые лучи, но не пропускает тепловые.