Урок № 62
Тема уроку: Підсумковий урок «ЕНЕРГЕТИЧНІ ПРОБЛЕМИ УКРАЇНИ ТА ШЛЯХИ ЇХ РОЗВ’ЯЗАННЯ»
Методична мета: використання проектних технологій при вивченні природничо-математичних дисциплін.
Мета уроку: узагальнити й систематизувати знання по темі: «Енергетичні проблеми України та шляхи їх розв’язання»; розглянути різні типи електростанцій, проаналізувати їх переваги та недоліки, особливості географічного розміщення; розвивати критичне мислення, щодо подій які відбуваються в нашому житті.
Тип уроку: урок узагальнення і систематизації знань
Вид уроку: урок - конференція
КМЗ уроку: мультимедійна система, презентація: економічна карта України, карта рівня забрудненості областей України, електростанції України, діаграми вироблення та споживання електроенергії в Україні, відео «Найчарівніші місця планети та України».
Методи: проблемний, ситуативний, пошуково-дослідницький, проектний.
Міжпредметні зв’язки: фізика, географія, економіка, інформатика, екологія.
(На дошці карта електроенергетики України. Учнівські столи розташовані для роботи в групах. На дошці висловлювання Е. Роджерса "Фізика-це наука розуміти природу")
Хід уроку
I. Організаційна частина (перевірка наявності учнів, чергових, готовності учнів до уроку )
II. Повідомлення теми, мети і завдань уроку
Географ Сьогодні ми з вами проводимо підсумковий урок з фізики та географії , урок, на якому розглянемо питання, що стосуються енергетичних проблем людства та їх вирішення. Урок – нетрадиційний, проводимо його у вигляді конференції . На цій конференції ви виступаєте у ролі експертів в різних галузях енергетики, розповідаєте та аналізуєте матеріали, підготовлені вами по даній темі.
Фізик В кінці уроку головні експерти кожної групи проводять оцінювання, враховуючи науковість, змістовність, доступність підготовленого матеріалу,виходячи з максимальної оцінки 10 балів.
ІІI. Активізація розумової діяльності учнів
1. Які проблеми, на вашу думку, можна назвати глобальними?
2. Яку енергію можна вважати універсальною і чому?
3. Де виробляють електричний струм?
4. Які електричні станції ви знаєте?
5.Яке значення має електричний струм у житті людини?
6. Яке значення має електричний струм у вашій професії?
IV. Матеріали уроку
Географ Електроенергія як повітря: ми її не помічаємо, але жити без неї не можемо.
Енергія є основою життя людського суспільства. У наш час рівень виробництва та споживання енергії - один з найважливіших показників розвитку продуктивних сил суспільства. Провідну роль в житті людей відіграє електроенергія, потреби в ній постійно збільшуються як у промисловості, на транспорті, так і в побуті.

Переваги електроенергії полягають у наступному: передавати на великі відстані енергію без значних витрат і легко перетворювати її в інші види енергії. Подивимось на діаграму споживання електроенергії. Очевидно,завдяки перевагам електроенергії над іншими видами енергії її так широко використовують: промисловість - 62%, сільське господарство - 11%, комунальні послуги - 12%.

Фізик Електроенергію виробляють в основному на теплових, атомних та гідроелектростанціях. На діаграмі вироблення електроенергії ми бачимо, що в Україні на ТЕС виробляється 42% 36,4 млн. кВт електроенергії, на ГЕС - 11%, 4,7 млн. кВт на АЕС - 47%. 42,8 млн. кВт Отже, на АЕС припадає найбільша частка всієї одержаної електроенергії. Але після аварії на Чорнобильскій АЕС населення України відноситься до АЕС з недовірою. Може нам не треба використовувати атомні електростанції?
Цю проблему вивчали експерти з атомних електростанцій. Послухаємо їх висновки.

Група експертів з питань атомної енергетики
До складу енергетичної галузі України входить 5АЕС, на яких встановлено 15 енергоблоків потужністю 13888 Мвт, які виробляють приблизно 47% від загального обсягу електроенергії в Україні.
Розташовані АЕС:

Південно-українська атомна електростанція — у м. Южноукраїнськ (Миколаївська обл.); 3 атомних енергоблоки.
Хмельницька атомна електростанція — у м. Нетішин на Хмельниччині; 2 атомних енергоблоки.
Запорізька атомна електростанція — у м. Енергодар (Запорізька область); найбільша в Україні (і в Європі); 6 атомних енергоблоків.
Рівненська атомна електростанція — у м. Кузнецовськ 4 атомних енергоблоки.

Чорнобильська атомна електростанція (ЧАЕС) — у м. Прип'ять (Київська обл.); на ній у квітні 1986 року сталась одна з найбільших в історії людства техногенна катастрофа (Чорнобильська аварія), наслідки якої до цього часу відчуває все людство.21 липня 2007 року президент України Віктор Ющенко підписав указ про закриття ЧАЕС, яка, проте, і надалі функціонує (лише в черговому режимі).

Переваги атомних електростанцій:
1) будуються там, де немає річок і запасів палива;
2) собівартість 1кВт- год дешевше, ніж на ТЕС і ГЕС. Відомо, що один кг урану при розпаді виділяє стільки ж енергії, скільки при згоранні дають два млн.кг вугілля;
3) запасів ядерного палива в сто разів більше, ніж органічного;
4) АЕС не викидає хімічних забруднень.

Але атомні станції мають і недоліки:
1) актуальною є проблема, де поховати високоактивні відходи;
2) використане паливо теж радіоактивне;
3) теплове забруднення води;
4) аварія на Чорнобильській АЕС призвела до того, що 5млн. гектарів землі виявилися забрудненими й непридатними до використання. Це територія шести областей. 1,5 га лісу стали непридатними для відпочинку і збирання грибів. Майже 2 млн. людей сьогодні живуть, працюють і народжують дітей на території, де радіаційний фон в десятки разів перевищує допустимий рівень;
5) у картоплі, вирощеній на забрудненій території, вміст кобальту перевищено в 6 разів, свинцю - в 2,5 рази, хрому - в 3,5 рази, цинку - в 5 разів.

Географ Всі ці цифри вражають. Добре, ми бачили, що теплові електростанції виробляють 42% всієї електроенергії. Може нам відмовитися від АЕС та використовувати тільки ТЕС та ГЕС? Зараз учні, що вивчали проблеми теплових електростанцій, ознайомлять нас зі своїми матеріалами.

Група експертів з теплоенергетики. Енергетичний потенціал України в даний час є чималим. В електроенергетиці він представлений 44 тепловими електростанціями (ТЕС)
Теплових електростанцій на Україні . Україна має багато природного палива, тому теплових електростанцій набагато більше в країні, ніж гідроелектростанцій.

Переваги ТЕС:
1) використовується дешеве паливо(вугільний пил,вугілля,горючі сланці,торф);
2) 80% палива використовується ефективно;
3) гарячу пароводяну суміш використовують для опалення житлових приміщень

Але ТЕС мають суттєві недоліки:
1) під час згорання палива виділяються шкідливі речовини. За рік в атмосферу викидається 10-20 тисяч оксидів сульфуру, 20 - 25 тисяч тонн оксиду нітрогену, 300 тисяч тонн попелу, який містить 400 тонн токсичних металів, 20-30 млн. тонн оксиду карбону.
2) в атмосферу виділяється велика кількість теплоти, внаслідок чого температура планети збільшується, що призводить до глобальних кліматичних змін;
3) застосування парових турбін потребує відведення великих площ під ставки, в яких охолоджується пара;
4) викиди від спалювання вугілля та нафти потрапляють в екосферу і шкідливо впливають на здоров'я людей;
5) рівень захворюваності за минулих 20 років збільшився на 21,5%, з них: онкологічні хвороби - 25,8%, гіпертонічні - 84%, психологічні розлади 21% , алергічні - 85%, цукровий діабет - 44%.
За тривалістю життя Україна посідає 75 місце у світі. Середня тривалість життя людей скоротилася на 7 років. Цей показник нижче, ніж у більшості африканських країн. Забруднені та дуже забруднені зони України складають третину всієї території країні.

Географ Як бачимо і тут вистачає проблем. Та, може, ГЕС абсолютно безпечні? Надаю слово експертам, які вивчали питання, пов'язані з гідроелектростанціями.

Група експертів з гідроенергетики Найбільші ГЕС в Україні - Київська, Канівська, Кременчуцька, Дніпродзержинська, Дніпрогес (Запоріжжя) і Каховська ГАЕС
В Україні 10 потужних гідроелектростанцій. Використання їх обумовленно такими перевагами:
1) відсутність під час роботи витрат на паливо;
2) електроенергія, добута на ГЕС, у 4-8 разів дешевша;
3) гідроенергія річок відтворюється природно
4) непотрібно платити за джерело енергії

Але є і недоліки використання ГЕС:
1) низькі водні ресурси під час посухи ;
2) будівництво греблі порушує переселення мешканців;
3) замулення водосховищ;
4) затоплення територій;
5) "цвітіння води";
6) греблі перешкоджають міграції риб;
7) багатокаскадні ГЕС перетворюють річки на низку озер і виникають болота;
8) змінюється навколишній мікроклімат.

Фізик Отже, картина ясна. Ці види електростанцій шкодять екології та здоров'ю людини. Крім того, останнім часом по телебаченню багато говорять про збільшення середньорічної температури на нашій планеті.
Ми сьогодні чули, що при роботі ТЕС викидається велика кількість теплоти. Це питання вивчали експерти географи . Їм надаю слово.

Експерти з географії. Дійсно, на Землі вчені констатують підвищення середньорічної температури. Тому дуже часто з'являються смерчі, урагани та тайфуни. До того, що вони виникають у Америці, ми вже звикли, але останнім часом в програмах новин можна почути повідомлення, що ці природні явища почали траплятися і в Європі. Вчені, що вивчають Антарктику дивуються: там, де завжди вони спостерігали багатовіковий шар льоду, тепер гола земля. Гляціологи повідомляють, що площа льодовиків на вершинах гір щороку зменшується. До чого ж може привести потепління на нашій планеті хоча б на 3 градуси? На всій планеті почнуться повені. Оскільки після танення льодовиків на полюсах холодна вода буде потрапляти в океани, що омивають береги материків, клімат там щороку буде холоднішати. З розповідей вчених-мікробіологів відомо, що на полюсах зараз знаходиться в замороженому вигляді дуже велика кількість бактерій. Якщо там розтане весь лід, бактерії оживуть та почнуть розмножуватись, а це призведе до поширення великої кількості хвороб, про яких людство вже майже не пам'ятає. Крім того, ці бактерії будуть виробляти метан, який повністю знищить озоновий шар Землі.

Треба враховувати ще й те, що льодовики відбивають сонячні промені, що несуть з собою тепло. Зараз велика кількість сонячних променів повертається у космічний простір. Якщо льодовики розтануть, теплові сонячні промені будуть нагрівати Землю ще більше. Ми всі дивилися художній фільм "Післязавтра", в якому наслідки глобального потепління можна побачити. Це жахлива історія. Тому, ми вважаємо, що треба робити все можливе, щоб уникнути подальшого потепління на планеті. Враховуючи той факт, що класичних видів палива людству вистачить, по прогнозам геологів, років на 70, можливо, треба подбати про якісь нові способи одержання електроенергії?

Фізик Так, я з вами згодна. З одного боку, ми не мислимо життя без електроенергії, а з іншого - хочеться жити і відчувати себе здоровою людиною. Багато країн відмовилося від виробництва електроенергії, вважаючи що її краще закупити і таким чином зберегти здоров’я свого народу та уникнути забруднення навколишнього середовища. Але це не вихід, адже існують альтернативні способи видобування електроенергії. Слово надається експертам альтернативної енергетики.
Експерти з альтернативної енергетики. Для одержання електроенергії можна використовувати вітрові електростанції. У1931 році в Україні була побудованна перша вітрова електростанція. Сьогодні налічується 7 станцій, які мають сто вітрових установок. В Україні є багато місць, де можна використовувати силу вітру. Найбільш привабливими територіями є затока Азовського моря, Сиваш. Лише на Одеській балці розміщені енергоблоки потужністю 20 МВт. Сприятливими для вітроенергетики є райони Донбасу, де швидкість вітру 5 м/с. Вітрові енергоблоки можна розташувати й у горах Карпат.
У Німеччині загальна кількість "вітряків" складає понад 10000. З 2010 року на 10% зросла частка екологічно чистої енергії в єнергетичному балансі Німеччини. В Данії близько чверті електроенергії отримують на ВЕС. Використовують енергію вітру в Іспанії, Португалії, Америці.

Можна використовувати енергію Сонця. Так у Херсонській області побудована перша в Україні сонячна електростанція. Її ККД всього 12%, але це екологічно чиста електроенергія.
У Сан-Дієго мерія витратила на закупівлю та установку сонячних батарей 100 млн. доларів. Багато? Звичайно. Але тепер це саме екологічно чисте місто на нашій планеті. Крім того, населення цього міста не платить за споживану електроенергію. Переваги сонячної енергетики у загальнодоступності й невичерпності джерела

Людство також використовує для одержання електроенергії геотермальні джерела, енергію приливів та відливів. В Америці є електростанції, які для одержання електроенергії використовують звичайне сміття. Так, один з районів Нью-Йорка постачається енергією такої електростанції.

А на Україні здавна люди використовували біопаливо для опалення своїх домівок. Теж варіант. 24 лютого 2008 року відбувся перший комерційний політ літака на біопаливі. Отже, є альтернативні варіанти одержання електроенергії. А якщо людина навчиться ще й керувати термоядерною реакцією в земних умовах, можна буде повністю перейти на одержання електроенергії таким шляхом. На нашій планеті можна дуже багато отримати водню, що потрібен для термоядерної реакції.

Географ Ми бачимо, що майбутнє Землі в наших руках. Але глобально розв'язувати цю проблему ми ще не в силах. Ми ще не маємо достатньої кількості знань для цього. Це справа вчених, економістів, будівельників. А ми зараз якось можемо впливати на хід подій? Так. Наше завдання полягає в економії електроенергії. Що ж можна зробити в цьому напрямку.

Експерти з економіки. Фахівці вважають, що до 40% енергії в побуті можна заощадити простими і безкоштовними заходами. Енергію треба не розпорошувати, а ефективно використовувати. Ефективне використання енергоносіїв у побуті не тільки зменшує витрати в бюджеті кожної родини, а й зберігає довкілля від забруднень. Чим раціональніше ми використовуємо тепло та електроенергію, тим менше втрачається природних ресурсів.
Корисні поради, щодо раціонального використання енергії в побуті.
- Слідкуйте за витратами енергоносіїв!
- Використовуйте лічильники електроенергії, газу, води.
- Утеплюйте вікна і двері. В холодну погоду 24% тепла витрачається через недбало ущільнені двері і вікна, 26% - через стіни, а 11% - через підвали та сходові клітки та 39% - через вентиляційні отвори та димоходи.

Не випускайте тепло
Заізолюйте радіатори опалювальної системи від зовнішніх стін - встановіть за ними тепловідбиваючу фольгу. Це на 4% зменшить витрати на опалення приміщень.

- Відкриті протягом багатьох годин кватирки вікон дають вам не тільки свіже повітря, а й значні втрати тепла. Краще провітрювати частіше, але лише протягом кількох хвилин при широко відкритому вікні . За цей час стіни приміщення не встигнуть охолонути.
- Більше світла при менших витратах електроенергії, використовуючи енергозберігаючі лампи
- Утримуйте в чистоті лампи, плафони та іншу освітлювальну апаратуру.
- Використовуйте менше води. Коли протікають крани, це призводить до значних втрат. З погано закритого крана, з якого крапає вода ( 10 крапель за хв.) за рік витікає приблизно 2000 л води.
- Подумайте: скільки води збережете, якщо будете мити посуд не потоком води, а в посудині із застосуванням миючих засобів.
- Розумно користуйтеся холодильником.
- Багато людей щоденно використовує електричний чайник. Намагайтесь наливати в нього тільки необхідну кількість води. Цим ви зекономите електроенергію і час для нагрівання води.

( відео «Найчарівніші місця планети та України»)
V. Підсумок уроку.
Виставлення оцінок за роботу на уроці з коментарем.
Фізик Проблеми енергетики та екології справді дуже актуальні. Не будемо забувати , що Земля - наша рідна планета. Ми ще не маємо можливості жити на якійсь інший планеті. Тому треба думати не тільки про себе, а ще й про наступні покоління. Яке буде життя на Землі залежить від кожного з нас.
VI. Рефлексія:біля кожного з вас на столі є смайлики. Кожен з вас вибере той, який відповідає враженню, яке він виніс з уроку, а саме: задоволення, байдужість, не задоволення. Один із учнів їх прикріплює на дошці
Дякуємо всім, хто приймав участь у нашій конференції.
VII. Домашнє завдання: підготуватися до тематичного оцінювання.

Предмети: Фізика

Класи: 11 клас