Отдел образования Администрации Фроловского муниципального района

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Зеленовская средняя школа»

Работа на конкурс ученических исследований: «Земля – наш общий дом»

Тема: Использование экологически безопасных источников энергии при строительстве и эксплуатации технических сооружений.

Номинация: «Экологическое направление»

                                                    Выполнили: ученики 8 «б» класса

                                                     Каменнов Петр и Шеметов Тимофей

                                                     Руководители:

                                                      учитель физики Тарадеева Т. А.,

                                                      учитель математики и информатики

                                                      Захарова В. В.

п. Пригородный, 2017г.

     Тема: Использование экологически безопасных источников энергии при строительстве и эксплуатации технических сооружений.

Актуальность: В последние десятилетия встает проблема загрязнения окружающей среды выбросами  вредных веществ в  атмосферу Земли при использовании различных видов топлива.

 Цель работы: Рассмотреть проблему использования источников энергии, загрязняющих окружающую среду и наметить пути ее решения в настоящее время и в будущем.

Задачи: 1. Ознакомиться с широко используемыми в современной технике тепловыми машинами.

2. Проанализировать положительные  и отрицательные стороны использования тепловых машин в жизни человека.

3. Предложить проекты машин и механизмов, которые используют безопасные источники энергии.

Содержание работы: Современная жизнь человека невозможна без использования самых разнообразных машин, облегчающих его жизнь. С помощью машин человек обрабатывает землю, добывает нефть, руду, прочие полезные ископаемые, передвигается и т.д. Основным свойством машин является их способность совершать работу.

   Машины, производящие механическую работу в результате обмена теплотой с окружающими телами, называются тепловыми двигателями.

Тепловые двигатели играют положительную роль в жизни и развитии человечества, находят широкое применение в транспорте, торговле, выработке электроэнергии, исследовании космоса и планет.

     Но  в процессе работы многочисленных тепловых машин возникают тепловые потери, которые, в конечном счете, приводят к повышению внутренней энергии атмосферы, т. е. к повышению ее температуры. Это может привести к таянию ледников и катастрофическому повышению уровня Мирового океана, а вместе с тем к глобальному изменению природных условий. При работе тепловых установок и двигателей в атмосферу выбрасываются вредные для человека, животных и растений оксиды азота, углерода и серы.

      Учёные, делая открытия, не задумывались об их последствиях для  окружающей среды. На первых порах экосистемы биосферы, благодаря естественным процессам саморегуляции, в основном справлялись  с этими взаимодействиями, но по мере возрастания масштабов и темпов производственной деятельности возможности восстановления экосистем оказались исчерпаны. Стали наблюдаться заметные изменения в биологических, химических, физических показателях биосферы.

Таким образом,  кроме положительного эффекта  использование ТМ имеет и другую сторону.

Рассмотрим частный случай - автомобиль. Да, человек не мыслит сейчас своего существования без автотранспорта, но если посмотреть на это удобство с другой точки зрения, то количество выбрасываемых автомобилем продуктов сгорания заставляет ужаснуться.

Автомобильные выхлопные газы - смесь примерно 200 веществ. доля возрастает в 10 раз, когда двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости, то есть во время заторов или у красного сигнала светофора

   Мы провели исследование и вычислили количество токсичных продуктов, образующихся при работе автотранспорта на одном светофоре.

Таким образом, за 10 минут в окружающую среду выделяется 1кг токсичных продуктов. Нетрудно подсчитать, что в сутки выбрасывается около 150 кг, а в год более 104кг.  

   Вывод: Нужно задуматься, ведь или люди сделают так, чтобы в воздухе было меньше дыма, или дым сделает так, что на Земле станет меньше людей.

Итак, есть два способа уменьшения загрязнения воздуха выбросами тепловых машин. Первый - сократить количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу каждой машиной. Второй – спроектировать машины и механизмы, работающие на экологически  чистых  видах топлива.

Во-первых, в интересах защиты окружающей среды считается целесообразным постепенный перевод автотранспорта на электротягу, особенно в крупных городах. Во-вторых, одним из самых перспективных вариантов развития экологически чистой энергетики  является использование солнечной энергии. Суть ее в получении энергии прямо от Солнца, свет которого в достаточном количестве поступает на Землю. В ближайшие пять миллиардов лет поток света не пропадет, а, следовательно, этот источник энергии можно считать практически вечным. Еще один плюс использования Солнца – от него нет отходов. Никакие радиоактивные полураспавшиеся материалы не нужно захоранивать под землей, на дне или в космосе.

По расчетам ученых, уже через двадцать – тридцать лет большая часть энергии на Земле будет добываться из света.

Практическая значимость: Мы спроектировали установку по строительству и последующей добыче нефти, в которой используются экологически безопасные источники энергии, в частности электрическая и солнечная энергия.

Демонстрация установки, собранной и запрограммированной на основе робототехнического конструктора «LEGO- NXT 2.0»

Заключение. Из своей работы мы сделали вывод, что с изобретением тепловых двигателей власть человека над природой увеличилась. Но человек - часть природы, поэтому, что бы жить на Земле без страха за своё будущее, за своё здоровье, любоваться красотами природы, нужно беречь наш дом, иначе можно погибнуть, а, следовательно, искать и применять новые экологически безопасные источники энергии.

Список литературы:

1. Д. Г. Копосов  Первый шаг в робототехнику. – М. Бином, 2012г.
2. http://plusiminusi.ru/alternativnye-istochniki-energii-vidy-plyusy-i-minusy/
3. https://infourok.ru/vliyanie-teplovih-mashin-na-zhizn-cheloveka-417084.html

Приложение № 1

Вычисление содержания в воздухе токсичных продуктов, образующихся при работе транспорта. (На одном светофоре)

Ход работы:

1. Выберите участок дороги, на котором установлен светофор.

2. Определите количество единиц автотранспорта, останавливающихся у  светофора за 10 минут, считая отдельно легковые, грузовые автомобили и автобусы.

3. Заполните таблицу и произведите расчеты.

Наши  расчеты:

Всего: 1,106 кг

Подсчитаем общую массу выделившихся токсичных продуктов:

M=tnk(m(CO) г/мин +m(CO2) г/мин +m(NO2) г/мин +m(сажи) г/мин,

Где n – количество машин, остановившихся у светофора;

 k – максимальное число переключений.