Фізика та екологія. Альтернативні джерела енергії

 
 

Уявіть, що ви на тиждень опинилися без усіх сучасних здобутків цивілізації. Ви не можете спілкуватися зі своїми друзями по мобільному телефону і в Інтернеті, ваша квартира не опалюється, не подається електрика, ви не можете скористатися транспортом...

Можливість користуватися здобутками, що дали нам фізика й техніка, — це безперечний плюс. Але, на жаль, є й мінус. Швидкий розвиток техніки, яка потребує все більше й більше енергії, виснаження запасів корисних копалин, повсюдне використання синтетичних матеріалів, будівництво споруд і магістралей із залізобетону та ін. — усе це призводить до значного погіршення екологічної ситуації. Фізика і проблеми екології — тема нашого останнього в цьому навчальному році уроку.

Дізнаємося про різні типи і види забруднення довкілля

Існують два типи забруднень: природні й антропогенні.

Спробуйте навести 2-3 приклади кожного типу забруднень.

У кожному із зазначених типів можна виділити такі види забруднень: хімічне, біологічне, механічне (рис. 1, 2), фізичне забруднення. Зрозуміло, що негативний вплив речо-вин-забруднювачів, а також випромінювань залежить від їхньої концентрації, стійкості (часу їхнього існування), хімічної та радіаційної активності.



 

Ми зупинимося на антропогенному фізичному забрудненні довкілля, а саме на тепловому, шумовому, радіоактивному та електромагнітному забрудненнях. Зазначимо, що на кожну з цих форм забруднень ми вже звертали увагу під час вивчення відповідних тем.

Рис. 1. Сміття, що потрапляє в океан, призводить до знищення природного планктону, який виробляє до 50 % кисню, що є в атмосфері Землі

Рис. 2. Смог (дим, пил, туман), який утворюється у великих містах, призводить до отруєння людини зсередини, збільшує кількість опадів, заважає проникненню сонячних променів

Згадуємо про теплове забруднення

Теплове забруднення передусім пов’язане з парниковим ефектом. Для роботи промисловості, транспорту, отримання електричної енергії, опалювання приміщень людство спалює величезну кількість вугілля, нафти та газу. При цьому в атмосферу викидається вуглекислий газ (С02), який стає своєрідним дзеркалом, що відбиває теплове випромінювання, яке йде від Землі. У результаті частина енергії затримується в атмосфері та збільшує її температуру. Через 


Парниковий ефект

Середня температура поверхні Землі підвищилася на 0,7 °С. Таке нагрівання вже спричинило глобальні зміни клімату, які супроводжуються великими зливами та посухами. Із глобальним потеплінням пов’язане танення льодовиків в Арктиці й Антарктиці (рис. 3), підвищення рівня Світового океану тощо.

Джерелами теплового забруднення є також теплотраси, підземні газопроводи, теплоелектростанції, які для зливу гарячої води використовують водойми. Нагрівання водойм, у свою чергу, призводить до зменшення в них розчиненого кисню (адже зі збільшенням температури розчинність газів зменшується), що спричиняє ріст синьо-зелених водоростей (рис. 4), які, до речі, також поглинають кисень.

А от на запитання «До чого приводить недостатність кисню у водоймі?» спробуйте відповісти самостійно.

Рис. 3. За даними супутнико-вих радарів, кожні 10 років висота шельфових льодовиків у морях Беллінсгаузена та Амундсена (Антарктида) зменшується в середньому на 740-1920 см

Рис. 4. Синьо-зелені водорості, що розростаються в теплій воді, активно поглинають кисень


Боремось із шумовим забрудненням

Шум у 20-30 децибелів (дБ) є майже нешкідливим для людини. А от шум більшої потужності призводить до погіршення слуху, збільшує кров’яний тиск, негативно впливає на серцево-судинну систему, може викликати нервові та психічні розлади.

Найбільш потужним і поширеним джерелом шуму є транспорт, на який припадає 60-80 % усіх шумів у місцях перебування людей. Рівень шуму, створюваний автомобільним транспортом, може становити 75-85 дБ, залізничним та авіаційним — понад 100 дБ.

Ураховуючи, що для людини не є шкідливим шум лише 20-30 дБ, можна усвідомити, якого негативного впливу зазнають люди, котрі мешкають, наприклад, біля великих магістралей, залізниць, аеропортів.

Таким чином, боротьба з транспортним шумом (див. рис. 5, 6) має суттєве значення і здійснюється в кількох напрямках: створення малошумних транспортних засобів, покращення покриття доріг, продумане розташування та обладнання магістралей (кільцеві дороги, об’їзди, зелені насадження, шумозахисні екрани), певні організаційні засоби

(заборона польотів літаків над великими містами, обов’язкова наявність глушників, заборона звукових сигналів тощо).

Які ще джерела шуму, крім транспорту, ви знаєте? Як від цього шуму можна себе захистити?

Згадуємо про радіаційне й електромагнітне забруднення

Із розділу III ви дізналися про електромагнітне забруднення, із розділу IV — про радіаційне. Згадаємо основні джерела цих забруднень, наслідки негативного впливу радіоактивного та електромагнітного випромінювань на людину, визначимо, як запобігти цим наслідкам.

Радіаційне забруднення

Електромагнітне забруднення

Джерела

забруд

нення

Нега

тивний

вплив

Засоби

боротьби

Аварії на атомних електростанціях.

Рентгенівські та у-дослідження. Лікування у-випромінюванням (хіміотерапія).

Теригенне (земне) випромінювання (щебінь, керамзит, граніт; радон, який виходить із надр Землі та накопичується в підвалах)

Руйнує клітини організму. Впливає на спадковість. Ушкоджує молекули ДНК, що призводить до злоякісних пухлин.

Спричиняє променеву хворобу

Проходити рентгенівське дослідження не частіше ніж один раз на рік.

Не перебувати в зоні радіаційного забруднення.

Регулярно провітрювати приміщення.

Менше часу перебувати в закритих приміщеннях, поблизу гранітних доріг

Високовольтні лінії електропередачі.

Теле- і радіостанції.

Мобільні телефони.

НВЧ-печі.

Електростанції. Трансформаторні станції. Комп’ютери

Збільшує стомлюваність. Спричиняє нервові порушення.

Збільшує ймовірність безпліддя.

Може призвести до пухлини мозку.

Знижує імунітет

Зменшувати час використання безпровідних мереж. Використовувати переважно проводовий зв’язок.

Не тримати мобільний телефон поблизу голови (використовувати навушники).

Не носити мобільний телефон у кишені

Дізнаємося про альтернативні джерела енергії

Протягом багатьох століть вуглеводневе паливо (дрова, вугілля, торф, газ, нафта) було майже єдиним джерелом енергії для людства, причому воно майже не завдавало шкоди довкіллю. Але за останнє сторіччя різко збільшилося використання теплових машин, які перетворюють енергію палива на механічну й електричну енергії. Це призвело, по-перше, до виснаження природних викопних ресурсів, по-друге, до глобальної зміни клімату Землі. На нинішньому етапі свого розвитку людство не може знизити кількість енергії, що споживає, — навпаки, ця кількість неухильно зростає, і, як і раніше, більша частина енергії виробляється за рахунок спалювання швидко вичерпуваних вуглеводневих видів палива (рис. 7).

Сучасний розвиток техніки дозволяє використовувати й альтернативні джерела енергії, а саме ядерну енергію, енергії вітру й Сонця, енергію припливів і відпливів, геотермальну енергію Землі. Наведемо декілька прикладів.

Атомна енергетика Франції має найбільший рівень використання атомної енергії в Європі: 78 % електроенергії, що виробляється в країні, походить саме з атомних електростанцій (рис. 8).

У багатьох країнах світу починає розвиватися сонячна енергетика. На енергії Сонця працюють і величезні електростанції, і невеликі сонячні панелі, що обслуговують приватні будинки. У техніці використовують два способи перетворення сонячної енергії на електричну: пряме перетворення за допомогою напівпровідникових пристроїв (рис. 9) і перетворення сонячної енергії спочатку на теплову, а потім на електричну (рис. 10).

Ще одним відновлюваним джерелом енергії є вітер. Вітроенергетика розвивається дуже швидко: хоч зараз вітрогенератори виробляють лише 1 % електроенергії у світі, є країни, в яких частка вітроенергетики досить висока. Так, 42 % електроенергії Данії виробляється з використанням енергії вітру (рис. 11).

Потужним і практично невичерпним джерелом енергії є енергія припливів і відпливів. Першу припливну електростанцію було побудовано у Франції ще в 1966 р., вона мала потужність 240 МВт. Ця електростанція працює і нині. Сьогодні припливні електростанції є майже в усіх куточках нашої планети.

Країни, розташовані в районах вулканічної активності, можуть використовувати геотермальну енергію (енергію гарячої води, сухої та вологої пари, що піднімаються з надр Землі близько до поверхні). Геотермальну енергію активно використовують, наприклад, в Ісландії (рис. 12), на Філіппінах (27 % виробництва електричної енергії країни), у Мексиці, США.

Рис. 10. Одна з найбільших сонячних електростанцій у світі — «Айванпа» (США, Каліфорнія). 173 тис. дзеркал відбивають сонячне світло та спрямовують його на вершини трьох веж, де встановлено котли з водою. Гаряча пара надходить на лопаті турбін, установлених усередині веж

Рис. 11. Вітрогенератори, встановлені вздовж узбережжя Данії, повністю задовольняють потреби півночі країни в енергії та дозволяють продавати електроенергію іншим країнам

Рис. 12. Теплопостачання столиці Ісландії Рейк'явіка повністю здійснюється від геотермальної станції, розташованої в 7 км від міста

Підбиваємо підсумки

Швидкий розвиток техніки, повсюдне використання синтетичних матеріалів, спалювання величезної кількості вуглеводневого палива призводять до того, що екологічна ситуація на нашій планеті погіршується. Найбільше забруднення довкілля відбувається завдяки людині (антропогенне забруднення). Діяльність людини призводить до утворення островів сміття в океані (механічне забруднення), додаткового викидання тепла в атмосферу й водойми (теплове забруднення), суттєвого підвищення радіаційного фону (радіаційне забруднення). На здоров’я людини впливає також збільшення рівня шуму (шумове забруднення) і концентрації електромагнітного випромінювання (електромагнітне забруднення).

Збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері Землі вже призвело до того, що середня температура планети підвищилася на 0,7 °С. Щоб зменшити кількість викидів і хоча б частково зберегти запаси корисних копалин, уряди країн підтримують використання альтернативних джерел енергії, а саме енергії Сонця й вітру, припливів і відпливів, ядерної та геотермальної енергій.

префікси для утворення назв кратних і частинних одиниць


скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Фізики за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.