Обобщающий урок физики с экологической направленностью «Что такое киловатт-час»

Этап урока

Время

Использованные материалы, иллюстрации

Результат

Оргмомент

1 мин

Приветствие

Актуализация опорних знаний

5 мин

Фронтальная беседа «Микрофон»

Актуализация знаний об энергии, единицах измерения и вычислении различных видов энергии

Сообщение темы урока, мотивация деятельности учащихся

4 мин

Сообщение цели и темы урока, создание проблемной ситуации

Усвоение сущности проблемы, построение ее физической модели

Работа в малых творческих групах

10 мин

Карточки с заданиями по определению практических возможностей производства, использования и экологических последствий 1 кВт·ч энергии

Усвоение знаний об экологических последствиях производства энергии 1 кВт·ч традиционными способами и возможности производства 1 кВт·ч альтернативными путями

Сообщение результатов

5 мин

Творческий отчет о результатах исследований спикерами групп

Работа в объединенных творческих группах

10 мин

Карточки с заданиями по определению возможностей снижения выбросов парниковых газов при использовании солнечной и ветровой энергетики

Формирование представлений о возможности снижения выбросов парниковых газов при использовании возобновляемых источников энергии

Сообщение результатов

5 мин

Творческий отчет спикеров групп о результатах исследований

Итоги урока

5 мин

Обсуждение с учащимися итогов урока: что узнали нового, полезного, важного

Обобщение знаний о возможности уменьшения экологического давления энергетики в случае использовании возобновляемых источников энергии

Этапы упражнения

Необходимые материалы

Результат

Работа в малых творческих группах (2 - 4 ученика)

Карточка с творческим заданием№1:

Какой объем воды можно поднять на высоту 5 этажа с помощью насоса с КПД 80%, использовав 1 кВт·ч электроэнергии?

Считая высоту этажа 3 м, а плотность воды 1000 кг/м3, получим объем поднятой воды 192 м3

Карточка с творческим заданием№2:

Какой объем воды можно нагреть от 20 ° С до кипения, использовав электронагреватель с КПД 90%, который потребляет 1 кВт·ч энергии?

Считая плотность воды 1000 кг/м3, а ее удельную теплоемкость 4200 Дж/(кг·К) получим объем кипятка 9,6 л

Карточка с творческим заданием №3:

Ноутбук во время работы потребляет из сети электроэнергию под напряжением 20 В при силе тока 3,25 А. Сколько времени может работать ноутбук за счет электроэнергии 1 кВт· ч?

Ноутбук сможет работать в течение 15 ч 20 мин

Работа в малых творческих группах (2 - 4 ученика)

Карточка с творческим заданием№4:

Солнечный фотоэлемент размерами 180 × 40 мм создает напряжение 1,5 В при силе тока 300 мА. Какую площадь будут занимать такие фотоэлементы, если они должны производить 1 кВт·ч электроэнергии в течение шести часов?

Для производства такого количества электроэнергии необходимо 370 фотоэлементов, общей площадью примерно 2,66 м2

Карточка с творческим заданием№5:

Ветроагрегат имеет КПД 30%, скорость ветра составляет 5 м/с. Какой диаметр должно иметь его колесо, чтобы производить 1 кВт·ч электроэнергии в течение шести часов?

Считая плотность воздуха 1,3 кг/м3, получим диаметр ветроколеса 3 м

Карточка с творческим заданием№5:

Известно, что при сжигании 1 кг угля в атмосферу выбрасывается 2,6 кг парникового углекислого газа СО2. Сколько углекислого газа выбрасывает тепловая электростанция при производстве 1 кВт·ч электроэнергии, если ее КПД составляет 25%?

Считая удельную теплоту сгорания угля 30 МДж/кг, получим выбросы парникового газа СО2 массой 0,48 кг

Работа в объединенных творческих группах

Первая и пятая группа получают задание: какой объем воды можно закачать на пятый этаж с помощью электроэнергии, полученной от ветроколеса диаметром 3 м при скорости ветра 5 м / с в течение часа. На сколько уменьшатся при этом выбросы парниковых газов?

За это время ветроагрегат произведет примерно 1 кВт·ч электроэнергии, а потому поднимет 192 м3 воды и уменьшит выбросы парниковых газов на 0,48 кг

Вторая и шестая группы выполняют задачи: сколько парниковых газов будет выброшено в воздух, если заварить чаю на весь класс

Если в классе 25 учеников, а объем стакана для чая составляет 0,2 л, то при производстве нужной электроэнергии на угольной ТЭС будет выброшено 10 г парниковых газов

Работа в объединенных творческих группах

Третья и четвертая группа получают задание: сколько фотоэлементов нужно, чтобы обеспечить работу ноутбука в номинальном режиме

Для номинальной работы ноутбука необходимо 145 фотоэлементов

Результаты работы групп

Вполне реально использование существующих источников возобновляемой энергии для решения бытовых проблем: подъем воды в жиле здания с помощью ветроагрегатов, питание электронной техники с помощью солнечных батарей. В масштбах семьи или класса это дает снижение выбросов парникових газов на десятки и сотни граммов, но в масштабах города, страны, а тем более мира, это будет составлять существенные цифры