Тепловые двигатели и экология

Казахстан, г. Астана

ГУ Комплекс «Детский сад-школа-гимназия»  №46

учитель физики

Храмов Геннадий Иванович

Когда огромный мир противоречий,
Насытится бесплатною игрой, —
Как бы прообраз боли человечной,
Из бездны вод встает передо мной.
И в этот час печальная природа,
Лежит вокруг, вздыхая тяжело,
И не мила ей дикая свобода,
Где от добра неотделимо зло.
Н.Заболоцкий

Краткая аннотация мероприятия: представленное внеклассное мероприятие по физике было подготовлено для учащихся 10-го класса. Пресс-конференция проводится в кабинете физики при наличии мультимедийного проектора и интерактивной доски. Организуется четыре группы: “Автомобилисты”, “Экологи”, “Врачи”, “ Пресса”.

Каждая подгруппа работает индивидуально. Понятия, рассматриваемые на данном занятии, являются теоретическими основами тем “Внутренняя энергия, “Тепловые двигатели”. В процессе изучения темы используются иллюстративные, наглядные и исследовательские методы. Мероприятие направлено на развитие информационных, коммуникативных и исследовательских ключевых компетенций.

Цели:

• Образовательная: закрепить понятия, связанные с тепловыми двигателями, использованием тепловых двигателей, оценить положительные и отрицательные стороны использования тепловых двигателей в современном обществе, расширить кругозор учащихся, способствовать развитию их интереса к изучению физики.
• Воспитательная: сформировать мировоззренческие идеи, связанные с угрозой здоровью человека и планете в целом при использовании тепловых двигателей; воспитать чувство ответственности за все происходящее в мире; воспитать умение работать в группе, выслушивать оппонента, уважать точку зрения своих товарищей.
• Развивающая: развить умение выделять главное, работать с дополнительной научно-популярной литературой, отстаивать свою точку зрения, приводить нужные аргументы, коротко, четко и быстро излагать свои мысли, а также развивать эмоции и интеллект.

Задачи:

• Сформировать и систематизировать знания и умения, полученные в курсе физике по теме “Тепловые двигатели и экология”, закрепить основы экологических знаний;
• Развивать умение интегрировать и обобщать знания из различных областей знаний, ставить вопросы и находить ответы;
• Развивать коммуникативные навыки, экологическую культуру, культуру общения, умение работать самостоятельно, давать самооценку.

Ход мероприятия

Для подготовки к конференции учащиеся заранее объединялись в группы по проблемам, которые их наиболее заинтересовали.

Учащиеся – “специалисты” рассаживаются за большим столом, гости — в зале.

Ведущий.

Уважаемые дамы и господа!  Мы с вами присутствуем на научно-практической конференции “Тепловые двигатели и экология”. Мы проводим нашу конференцию накануне грандиозного события в жизни нашей Страны – ЭКСПО-2017.  Наша конференция посвящена одной из животрепещущих проблем нашего времени, начала третьего тысячелетия, века, величайших открытий и величайших трагедий. Сегодня мы собрались здесь, чтобы обсудить проблемы, связанные с использованием тепловых двигателей, с их воздействием на живые организмы. Данная проблема, поставленная нами, по сути, многоаспектная и многоструктурная, много значимая, поскольку она неоднозначна. Она затрагивает много аспектов: это и загрязнение окружающей среды, которое приводит к ухудшению здоровья населения, это и загрязнение окружающей среды в аспекте проникновения ультрафиолетовых лучей в атмосферу, что так же вредит живым организмам, в частности человеку. ЭКСПО-2017 дает возможность получить новейшие технологии «Энергии будущего», что позволит Казахстану перейти к «зеленой» экономике и значительно улучшить экологическую ситуацию.

У нас на конференции присутствуют группы специалистов:

• представители зарубежных СМИ;
• автомобильной промышленности (автомобилисты), они хорошо владеют всеми вопросами, касающимися условий работы тепловых двигателей;
• экологи;
• мастера осуществляющие ремонт кондиционеров в бишкеке
• врачи.

Слово экологам.

Экологи. Как известно, экологическая обстановка на Земле и в нашей стране продолжает ухудшаться: озоновая дыра в Антарктике не уменьшается, а загрязненность Мирового океана и воздушной оболочки планеты повышается. Известно, что более 60 млн. тонн вредных веществ выбрасывают в атмосферу ежегодно наши промышленные предприятия, около 37 млн. тонн таких веществ попадает в нее вместе с выхлопными газами автотранспорта, примерно 30 млрд. м3 воды, загрязненной промышленными и бытовыми отходами, стекает в реки, озера, моря. В более чем 100 городах, где проживает приблизительно 50 млн. человек, предельно допустимые концентрации вредных веществ, превышены в 10 (и больше!) раз. Будущее тепловых двигателей – проблема. Наверное, надо искать более безопасные виды топлива и двигателей в целом.

Ведущий.

Историческая справка. Начало создания автомобиля было положено более двухсот лет назад (название “автомобиль” происходит от греческого слова autos – “сам” и латинского mobilis – “подвижный”), когда стали изготовлять “самодвижущиеся” повозки. Впервые они появились в России. В 1752 году русский механик – самоучка  крестьянин Л. Шамшуренков создал довольно совершенную для своего времени “само беглую коляску”, приводимую в движение силой двух человек. Позднее русский изобретатель И.П.Кулибин создал “самокатную тележку” с педальным приводом. С появлением паровой машины создание самодвижущихся повозок быстро продвинулось вперед. В 1869 – 1870 гг. Ж. Кюньо во Франции, а через несколько лет и в Англии были построены паровые автомобили. Широкое распространение автомобиля как транспортного средства начинается с появление двигателя внутреннего сгорания. В 1885 г. Г.Даймлер (Германия) построил мотоцикл с бензиновым двигателем, а в 1886 г. К. Бенц – трехколесную повозку. Примерно в это же время в индустриально развитых странах (Франция, Великобритания, США) создаются автомобили с двигателями внутреннего сгорания. В конце ХIХ века в ряде стран возникла автомобильная промышленность.

Автомобилисты. Значительный рост всех отраслей народного хозяйства требует перемещения большого количества грузов и пассажиров. Высокая маневренность, проходимость и приспособленность для работы в различных условиях делает автомобиль одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров. Автомобильный транспорт обслуживает все отрасли народного хозяйства и занимает одно из ведущих мест в единой транспортной системе страны. На долю автомобильного транспорта приходится свыше 80 % грузов, перевозимых всеми видами транспорта вместе взятыми, и более 70 % пассажирских перевозок. Автомобили, как самый универсальный, самый маневренный и самый дешёвый вид транспорта, еще очень долго будет существовать. Мы непрерывно совершенствуемся, развиваемся, стремясь максимально снизить вредные выбросы в атмосферу. Снижение нагрузок на экологию со стороны автомобильного транспорта идет по нескольким направлениям:

1. Перевод автомобилей на сжиженный газ. Ныне во многих странах наметилась тенденция переводить автомобили на газовое топливо. Это связанно с тем, что в выхлопе газобаллонных автомобилей содержится в 3—4 раза меньше оксида углерода, нежели в выхлопе бензиновых двигателей. Газобаллонный автобус даже при холостой работе двигателя выбрасывает в атмосферу всего 0,1 % ядовитых веществ при норме 2%. При загрузке в баллоны 300 л сжиженного газа, автобус способен пройти без заправки до 500 км.
2. Нейтрализаторы выхлопных газов. Указанные газы обезвреживаются с помощью специальных устройств, называемых нейтрализаторами. К настоящему времени выпускаются нейтрализаторы следующих видов: каталитические (используются твердые катализаторы), пламенные (дожигание примесей в открытом пламени), термические (метод беспламенного окисления) и жидкостные (с помощью химического связывания примесей жидкими реагентами).
3. Одним из наиболее перспективных является проект массового перехода с автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями на электромобили, которые действуют от батарей-аккумуляторов, подзаряжаемых на станциях. Электромобиль является сверстником обычного автомобиля, но был обойден обычными автомобилями из-за малой емкости аккумуляторной батареи.

Врачи: Наше здоровье напрямую зависит от того, чем мы дышим, что едим и что пьем. В настоящее время каждый второй пациент, обратившийся за помощью к специалистам органов дыхания, имеет первопричину – загрязнение воздушной среды вредными выбросами тепловых двигателей. А число таких больных стремительно растет. Не надо забывать, что тепловые двигатели являются основным источником инфразвукового излучения. Инфразвук оказывает раздражающее действие, особенно на психоэмоциональную сферу, и вызывает ощущения вибрации грудной и брюшной стенок, нарушение ритма дыхания, закладывание и давление в ушах, головную боль, головокружение, тошноту, затруднение при глотании, модуляцию речи, тремор рук, озноб, ощущение необъяснимого страха и беспокойства, сменяющееся чувством усталости, утомления, вялости и рассеянности. Исследования, проведенные на добровольцах, показывают, что НАК, в том числе и инфразвукового диапазона продолжительностью от 25 с до 2 мин с УЗД от 145 до 150 дБ в диапазоне частот от 1 до 100 Гц, вызывал у них ощущение вибрации грудной стенки, сухость в полости рта, нарушение зрения, головную боль, головокружение, тошноту, кашель, удушье, беспокойство в области подреберий, звон в ушах, модуляцию звуков речи, боли при глотании и некоторые другие признаки нарушений в деятельности организма. Однако особенно опасны колебания высокой интенсивности. Из-за совпадения частот колебаний инфразвука и внутренних органов, возможна даже остановка сердца или разрыв кровеносных сосудов, инфразвук частотой 7 Гц смертелен для человеческого организма.

Вопрос автомобилистам. The New York Times, Андрю Лерен. Мы предоставляем информацию о вреде сигарет, почему автопром не информирует о том, сколько вредных веществ выбрасывает в атмосферу их продукция?

Автомобилисты. Мы не готовы ответить на данный вопрос, но будем  над ним работать.

Вопрос врачам.  BBC,  Райли  Костиган. По данным ученых в Европе от выхлопных газов ежегодно умирает 225 тысяч человек. Как обстоят дела у вас?

Врачи. У нас не ведется подобная статистика, но здесь дела обстоят еще хуже. Особенно сложная обстановка в крупных Мегаполисах, таких как Алматы и Астана.

Вопрос экологам. Deutsche Welle, Ульрих Эйт.  Что делается в вашей стране для снижения вредной нагрузки тепловых двигателей на экологию?

Экологи. Мы добились значительного прогресса в этом вопросе:

• с целью снижения вредных выбросов в атмосферу все тепловые электростанции оснащены современной системой очистки и объективного контроля выбросами в атмосферу; планируется их перевод на более экологически чистый газ;
• запрещен ввоз автомобилей старше десяти лет;
• все владельцы автомобилей обязаны установить специальные фильтры выхлопных газов;
• осуществлена замена автобусного парка на более чистые экологические автобусы фирмы IVECO.

Ведущий.

Давайте сделаем выводы, что же такое тепловые двигатели – зло или благо?

Автомобилисты. Обязательно будут и новые открытия в области использования тепловых двигателей. Мы считаем, что будущее за автомобилем.

Экологи. Надо разумно использовать все научные открытия: не во вред человечеству и окружающей среде, а на их благо.

Врачи. Что касается медицины, автомобили в нынешнем состоянии не должны находиться на улицах города, должны совершенствоваться.

Ведущий.

Благодарю всех за участие в обсуждении проблемы “Тепловые двигатели и экология”. Надеюсь, что мы сделали правильные выводы, взвесив все “за” и “против” использования тепловых двигателей.