УРОК ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИДОВ ТОПЛИВА

Тема урока: Экологическая характеристика видов топлива.

Цель : Сформировать понятие об экологической характеристике видов топлива.

Задачи : Образовательная- сформировать понятия о видах топлива, создать условия для анализирования преимуществ и недостатков различных альтернативных видов автомобильных топлив;

Развивающая- развивать умения самостоятельно решать поставленные задачи, познавательный интерес, умение обобщать, анализировать, сравнивать, формировать ключевые компетенции;

Воспитательная- формирование мотивов, потребностей и привычек экологически целесообразного поведения и деятельности; воспитание активности, увлеченности, целеустремленности, настойчивости, наблюдательности, волевых качеств, интуиции, сообразительности, самостоятельности.

Оборудование, наглядные пособия: презентация

Тип занятия: урок изучения нового материала

Методы занятия: словесный, наглядный, практический.

Ожидаемый результат: знание экологической характеристики видов топлива.

Ход занятия:

1.Организационно- психологический настрой

2.Актуализация знаний и умений:

Разминка:

1. Взаимовыгодное сожительство организмов Симбиоз.

2. Наука, изучающая взаимосвязи живых организмов между собой и окружающей средой Экология.

3. Организм, часто являющийся первым звеном в цепи питания Растение.

4. Воздушная оболочка Земли Атмосфера.

5. Группа особей одного вида, длительно обитающая на определенной территории, относительно обособленно от представителей этого же вида Популяция.

6. Сообщество живых организмов Биоценоз.

7. Организм, нападающий, убивающий и поедающий свою жертву Хищник.

8. Организм, живущий за счет питательных веществ хозяина Паразит.

9. Листья сосны. Хвоя

10. Искусственное насаждение вдоль дорог. Лесополоса

11. Сосновый лес. (Бор)

12. Плод дуба. (Желудь)

13. «Плач» березы весной. (Сокодвижение)

14. Защитный экран Земли. (Озоновый слой)

15. Токсичный туман. (Смог)

16. Совокупность условий, в которых живет организм. (Среда обитания)

17. Дубовый лес. (Дубрава)

18. Ядовитый металл, содержащийся в выхлопных газах автомобильного транспорта. (Свинец)

Дополнительные вопросы:

1. Отличие агроценоза от биоценоза

2. Что такое экосистема?

3. Что изучает аутэкология?

4. Способна ли атмосфера к самоочищению? Каким образом?

5. Законодательная база охраны ОС в РК

6. Составить цепи питания:

-цапля, лягушка, комар (Комар - лягушка - цапля)

- рыба, водоросли, медведь (Водоросли - рыба - медведь)

-пшеница - мышь полевка - сова (пшеница - мышь полевка - сова)

- заяц- трава-лиса (Трава - заяц - лиса) слайд 1

7.Распределить: сова, куница, лягушка, паук, прыткая ящерица, лягушка, бабочка, зеленые плоды, цветковые, кора, бактерии, листья и семена, грибы. слайд 2

Продуценты-

Консументы-

Редуценты-

3.Формирование новых знаний и умений:

Вопросы:

1. Какие компоненты содержаться в автомобильных выхлопных газах?

(Смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды-не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива)

2. На каком виде топлива работает подавляющее большинство современных автомобилей? (автомобили с двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине или дизельном топливе, получаемых из нефти).

3.В чем причина поиска замены традиционного топлива на альтернативные? (резкое подорожание нефти в последнее время в сочетании с озабоченностью ростом вредных выбросов, которые производят автомобили, загрязняя атмосферу, привела к мысли правительства многих стран и автомобильные компании искать замену традиционному топливу)

4.Что такое цетановое число дизеля?

Цетановое число - характеристика воспламеняемости дизельного топлива, определяющая период задержки воспламенения смеси (промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения).

5.Чем ниже содержание в топливе «вредных» ароматических углеводородов, тем цетановое число будет больше или меньше (больше/выше).

(цель, тема)

Человек успел за короткий срок сделать условия жизни на Земле невыносимыми. И только от него зависит, станет ли на Земле, лучше или хуже. Серьезную проблему представляет выброс в воздух загрязняющих веществ автотранспортом.

В последние годы в связи с ростом плотности движения автомобилей в городах резко увеличилось загрязнение атмосферы продуктами сгорания двигателей. При горении углеводородного топлива происходит образование токсичных веществ, связанное с условиями горения, составом и состоянием смеси.

Подавляющее большинство автомобилей до сих пор - это автомобили с двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине или дизельном топливе, получаемых из нефти.

Сейчас за один день нефти сжигается столько, сколько природа с помощью солнечной энергии способна выработать за тысячу лет. По прогнозам ученых запасов нефти в мире осталось немного. Сложившаяся ситуация не является тайной. Научно-исследовательские организации многих стран мира ищут адекватную замену топливу, получаемому при переработке нефти. Задача достаточно сложна, и единого решения до сих пор нет, хотя автомобили, работающие на альтернативных видах топлива, производили и успешно эксплуатировали не только в нынешнем веке, но и в XX, и даже в XIX веке. Однако резкое подорожание нефти в последнее время в сочетании с озабоченностью ростом вредных выбросов, которые производят автомобили, загрязняя атмосферу (особенно остро эта проблема стоит в крупных городах) привела к мысли правительства многих стран и автомобильные компании искать замену традиционному топливу

Задание: Расшифруйте А-95.

Задача достаточно сложна, и единого решения до сих пор нет, хотя автомобили, работающие на альтернативных видах топлива, производили и успешно эксплуатировали не только в нынешнем веке, но и в XX, и даже в XIX веке. Первая в мире газовая самобеглая повозка «Гиппомобиль» была создана Жаном-Этьеном Ленуаром еще в 1862. В нашей стране в 1930-х годах выпускали газогенераторные автомобили, которые «топили»... березовыми чурками, торфом или углем. Дрова термически разлагались при относительно низкой температуре, превращаясь в газ, который сгорал в цилиндрах двигателя. Широко известная немецкая авиакомпания «Дейче Эрбас» разрабатывает первый в мире аэробус, летающий на жидком водороде.

Задание: Заполнить таблицу «Сравнительные показатели различных видов топлив»

№

вид

Достоинства

Недостатки

1.

газообразное

- более полное сгорание благодаря более качественному образованию смеси в цилиндрах,

- низкая токсичность продуктов сгорания,

- низкая стоимость и транспортировки газа

- низкий уровень шумового загрязнения атмосферы,

- невозможность хищения топлива обслуживающим персоналом,

- низкая стоимость переоборудования автомобиля.

• высокая токсичность самого топлива

• высокая взрывоопасность баллонов с газом при ДТП,

• низкая, по сравнению с базовыми моделями мощность

2.

Электроэнергия

- экологическая безопасность ( отсутствие выхлопных газов)

- простота конструкции

- низкая стоимость заправки

- низкий уровень шумового загрязнения

- лёгкость в управлении, надёжность

- эксплуатация электромобиля обходится дешевле, чем традиционной

- малый запас хода

- длительное время зарядки,

- проблема утилизации аккумуляторов

- отсутствие заряжающих станций

- большинство электростанций - тепловые, сжигающие топливо для получение электроэнергии, вредные компоненты.

3.

Биотопливо

- имеет неограниченные запасы сырья (возобновляемость ресурса)

- меньшее количество вредных веществ в отработавших газах

- высокие смазочные характеристики, что продлевает срок жизни двигателя

- высокое цетановое число

- высокая температура воспламенения

- низкая стоимость

- большая вязкость биодизеля, что вызывает необходимость подогревать топливо при низких температурах для обеспечения приемлемой текучести,

- малый срок хранения - около 3х месяцев.

4.

Спирт

- нейтрален как источник парниковых газов

- низкая стоимость

- повышает риск увеличения эмиссии летучих органических веществ, это приводит к уменьшению концентрации озона и усилению солнечной радиации,

- низкая, по сравнению с базовыми моделями мощность

5.

Водород

- сгорает полнее

- высокая удельная теплота сгорания,

- отсутствие токсичных выхлопов

- можно получать буквально из всего: из природного газа, океанской воды, биомассы, воздуха

- обладает намного более широким, по сравнению с бензином, диапазоном пропорций смешивания его с воздухом, при которых ещё возможен поджиг смеси

- несовершенные технологии хранения водорода

- высокая себестоимость водорода,

- сложный процесс получения водорода в промышленных масштабах, в процессе которого выделяется все тот же СО,

- высокая стоимость водородной силовой установки и сложность ее обслуживания,

- взрывоопасность водородно-воздушной смеси - отсутствие развитой структуры водородных заправочных станций.

Просмотр видео

Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% "летит на ветер". К тому же камера сгорания автомобильного двигателя-это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу. Даже не винный азот из атмосферы, попадая в камеру сгорания, превращается в ядовитые оксиды азота.
Основными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, в отработанных газах двигателей с воспламенением от искры являются: оксид углерода, оксиды азота и углеводороды. Особое место занимают канцерогенные вещества, основным представителем которых в отработанных газах является бенз(а)пирен.

Вследствие глобального загрязнения окружающей среды свинцом, он стал вездесущим компонентом любой растительной и животной пищи и кормов. Растительные продукты в целом содержат больше свинца, чем животные.

Причина летнего листопада - высокое содержание свинца в воздухе. Но, концентрируя свинец, деревья тем самым очищают воздух. В течение вегетативного периода одно дерево обезвреживает соединения свинца, содержащиеся в 130 л бензина. Наименее восприимчивым к свинцу является клен, а наиболее восприимчивы орешник и ель.

Сторона деревьев, обращенная к автомобильным магистралям, на 30 - 60% «металличнее». Хвоя ели и сосны обладает свойствами хорошего фильтра по отношению к свинцу. Она его накапливает и не обменивает с окружающей средой. Растительность суши вовлекает в биологический круговорот ежедневно 70 - 80 тыс. т. свинца

Чтобы автомобиль с полным основанием можно было назвать экологически чистым, должно быть экологически чистым топливо. И газ отвечает этому требованию. Применение газа заметно снижает по сравнению с бензином суммарную токсичность отработавших газов. Более чем втрое уменьшается количество токсичной окиси углерода СО (угарный газ), в 1,6 раза - содержание канцерогенных углеводородов СН, состоящих из частиц несгоревшего топлива. Концентрация окиси азота NO и двуокиси NO2 образующихся в процессе горения смеси кислорода и азота (безвредный азот, попадая в камеру сгорания из атмосферы, превращается в ядовитое соединение - оксиды азота), при работе двигателя на газе снижается в 1,2 раза. Соединения же свинца и различные ароматические полимеры,содержащиеся в бензине и также являющиеся опасными канцерогенами, в газовом топливе совершенно отсутствуют.Дымность выхлопа при работе на газовом топливе втрое ниже, чем при работе на бензине.

Исследования опровергли устоявшееся мнение, что использование газа вместо бензина - вынужденная мера. Газовое топливо сгорает полнее, поэтому концентрация окиси углерода в выхлопе газового двигателя в несколько раз меньше. Автомобиль на бензине выбрасывает в атмосферу сернистый газ, который образуется от сгорания сернистых компонентов топлива, и тетраэтилсвинец. В природном газе серы, как правило, нет, а поэтому в выхлопах газового двигателя нет ни сернистого газа, ни соединений свинца. В отработанных газах бензинового двигателя из-за неполного сгорания топлива содержится и окись углерода (СО) - токсичное для человека вещество. И газовые, и бензиновые автомобили выбрасывают в атмосферу одинаковое количество углеводородов.Для здоровья человека опасны не сами углеводороды, а продукты их окисления.
Двигатель, работающий на бензине, выбрасывает сравнительно легко окисляющиеся вещества - этил и этилен, а газовый двигатель - метан, который из всех предельных углеводородов наиболее устойчив к окислению. Поэтому углеводородный выброс газового автомобиля менее опасен. Газ как моторное топливо не только не уступает бензину, но и превосходит его по своим свойствам, которые на химическом уровне разрушают детали камеры сгорания, каталитический нейтрализатор и лямбда зонд.

Вопрос: Какими же свойствами должно обладать идеальное топливо?

4.Закрепление изученного материала

Вопросы

1. Вид топлива используется в автомобилях. Дешевое, экологически чистое, по многим свойствам превосходите бензин, его использование не требует изменения конструкции автомобиля.

2. Вещество, из которого с помощью определённой реакции может быть получена тепловая энергия.

3. Итальянский физик, химик и физиолог; открыл метан при исследовании болотного газа. Его именем названа единица измерения электрического напряжения.

4. Сжатый природный газ (без цвета и запаха) является основным компонентом природного газа. Взрывоопасный, часто называют «болотным». Имеет высокую детонационную стойкость - его октановое число более 100 ед. При сгорании он практически не оставляет вредных продуктов.

5. Природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых др. органических соединений. Используется для получения из неё технически ценных продуктов, главным образом моторных топлив, растворителей, сырья для химической промышленности, её подвергают переработке.

6. Экологически чистое топливо, продуктом его сгорания является вода. Выделяет больше тепла, чем любой вид традиционного ископаемого топлива.

7. Спирт , может быть получен путем ферментации биомассы, содержащей крахмал, сахар либо целлюлозу. Используется как топливо, ДВС в чистом виде, в качестве растворителя и как наполнитель в спиртовых термометрах.

8. Масличная культура используется в качестве корма скоту, хорошее зеленое удобрение, великолепный медонос; масло этой культуры используется в кулинарии, в металлургии для закалки стали, как сырье для производства эластичных материалов и в производстве биотоплива.

9. Альтернативный источник энергии для автомобилей. Автомобили, работающие на этом источнике появились существенно раньше работающих на бензине, были широко распространены в конце 19 - начале 20 в. Они не шумящие и не дымящие, в отличие от бензиновых или паровых машин, пользовались популярностью у аристократии.

10. Органическое соединение, являющееся производным углеводородов и содержащее в молекуле одну или несколько OH (гидроксильных) групп. Образуется при брожении сахаристых веществ, при окислении предельных углеводородов. В последнее время его роль растет, как топлива в двигателях внутреннего сгорания.

11. Вид топлива подходит под критерий доступность и низкая токсичность. На автотранспорте в настоящее время не используется.

12. Важнейшее свойство дизельного топлива, оценивается цетановым числом. По её показателю можно судить о количественном составе вредных компонентов СО и СН в выработанных газах дизеля.

13. Высококачественное полноценное топливо для автомобильных двигателей. Охлажденный до -160 °С природный газ. Его основные компоненты - пропан и бутан.

14. Горючая смесь лёгких углеводородов, предназначена для применения в качестве топлива для карбюраторных и инжекторных двигателей, а также при производстве парафина, чистке тканей. Получают путем разгонки и отбора фракций нефти.

Ответы

1

г

а

з

2

т

о

п

л

и

в

о

3

в

о

л

ь

т

а

4

м

е

т

а

н

5

н

е

ф

т

ь

6

в

о

д

о

р

о

д

7

э

т

а

н

о

л

8

р

а

п

с

9

э

л

е

к

т

р

и

ч

е

с

т

в

о

10

с

п

и

р

т

11

д

р

е

в

е

с

и

н

а

12

в

о

с

п

л

а

м

е

н

я

е

м

о

с

т

ь

13

с

ж

и

ж

е

н

н

ы

й

14

б

е

н

з

и

н

5.Домашнее задание дополнительный материал, привести примеры различных автомобилей, работающих на экологических видах топлива.

6.Итог урока ( рефлексия, выставление оценок)