mozok.click » Podręczniki w języku polskim » Fizyka » Fizyka a ekologia. Alternatywne źródła energii
Інформація про новину
  • Переглядів: 130
  • Автор: admin
  • Дата: 29-03-2018, 03:39
29-03-2018, 03:39

Fizyka a ekologia. Alternatywne źródła energii

Категорія: Podręczniki w języku polskim » Fizyka

Wyobraź sobie, że na tydzień pozostałeś bez wszystkich współczesnych wynalazków cywilizacji. Nie możesz rozmawiać z kolegami przez komórkę i przez Internet, mieszkanie nie jest ogrzewane, nie ma prądu, nie możesz skorzystać ze środków transportu... Możliwość korzystania z wynalazków, które daje nam fizyka i technika, jest to wielki atut. Jednak są w tym i minusy. Szybki rozwój techniki, która ciągle wymaga energii, zmniejszania się zapasów kopalin użytecznych, powszechne wykorzystywanie sztucznych materiałów, budowa budynków i autostrad z żelazobetonu i in. - wszystko to prowadzi do poważnego pogorszenia się sytuacji ekologicznej. Fizyka a problemy ekologii - to temat naszej ostatniej lekcji w tym roku szkolnym.

Dowiadujemy się o różnych rodzajach i typach zanieczyszczenia środowiska naturalnego

Istnieją dwa typy zanieczyszczeń: naturalne i antropogeniczne.

Spróbuj podać 2-3 przykłady każdego typu zanieczyszczeń.

W każdym z tych typów rozróżnimy takie rodzaje zanieczyszczeń: chemiczne, biologiczne, mechaniczne (rys. 1,2), fizyczne. Wiadomo, że negatywny wpływ substancji, które zanieczyszczają środowisko, a także promieniowania zależą od ich stężenia, trwałości (czasu ich istnienia), chemicznej i radioaktywnej aktywności.

Zatrzymamy się na antropogenicznym fizycznym zanieczyszczeniu środowiska naturalnego, czyli na cieplnym, radioaktywnym, elektromagnetycznym i dźwiękowych zanieczyszczeniach. Zaznaczymy, że na każde z tych zanieczyszczeń zwracaliśmy uwagę, gdy poznawaliśmy kolejne tematy.



Przypominamy o zanieczyszczeniu cieplnym

Cieplne zanieczyszczenie jest związane z efektem cieplarnianym. Duże ilości węgla, ropy naftowej i gazu są spalane w celu zabezpieczenia pracy przemysłu, transportu, otrzymywania energii elektrycznej i ogrzewania pomieszczeń. Przy tym do atmosfery jest wyrzucany dwutlenek węgla (C02), który staje się jakby zwierciadłem odbijającym promieniowanie cieplne, idące od Ziemi. W wyniku tego część energii zatrzymuje się w atmosferze i zwiększa jej temperaturę. Przez efekt cieplarniany średnia temperatura powierzchni Ziemi wzrosła o 0,7° C. Takie ogrzewanie spowodowało

poważne zmiany klimatu, którym towarzyszą potężne opady i susze. Z takim podwyższeniem temperatury jest związane topnienie lodowców w Arktyce i Antarktydzie (rys. 3), podwyższenie poziomu Oceanu Światowego itp.

Źródłami cieplnego zanieczyszczenia również są podziemne gazociągi i elektrownie cieplne, które zlewają gorącą wodę do zbiorników wodnych. Ogrzewanie zbiorników wodnych z kolei doprowadza do zmniejszenia w nich rozcieńczonego tlenu (ponieważ ze zwiększeniem temperatury rozpuszczalność gazów zmniejsza się), co powoduje kwitnięcie niebiesko-zielonych wodorostów (rys. 4), które, między innymi, też pochłaniają tlen.

Na pytanie „Do czego doprowadza brak tlenu w zbiorniku wodnym?” spróbuj odpowiedzieć samodzielnie.

Walczymy z hałasem

Dźwięk o natężeniu 20—30 decybeli (dB) prawie nie szkodzi człowiekowi. Lecz dźwięk o większym natężeniu powoduje pogorszenie słuchu, zwiększa ciśnienie tętnicze, negatywnie wpływa na układ krążenia, może spowodować nerwowe i psychiczne choroby.

Najbardziej potężnym i rozpowszechnionym źródłem hałasu jest transport, który stanowi 60—80 % wszystkich dźwięków w miejscach przebywania człowieka. Poziom dźwięku, wytworzonego przez transport samochodowy może wynosić 75—85 dB, przez kolejowy i lotniczy - powyżej 100 dB.

Uwzględniając to, że dla człowieka nie jest szkodliwy dźwięk tylko 20-30 dB, można sobie wyobrazić, jakiego negatywnego wpływu zaznają ludzie, mieszkający w pobliżu, na przykład dużych autostrad, kolei i lotnisk.

Dlatego walka z hałasem transportu (patrz rys. 5, 6) ma ważne znaczenie i odbywa się w kilku kierunkach: tworzenie mało hałaśliwych środków transportu, ulepszenie nawierzchni jezdni, przemyślane rozmieszczenie i urządzenie autostrad (obwodnice, objazdy, roślinność, dźwiękochłonne ekrany), pewne organizacyjne działania (zakaz lotów samolotów nad dużymi miastami, konieczna obecność tłumików, zakaz sygnałów dźwiękowych itp.).

Jakie inne źródła hałasu, oprócz transportu, są ci znane? Jak należy się chronić przed hałasem?


Przypominamy o radioaktywnym i elektromagnetycznym zanieczyszczeniu

W rozdziale III dowiedziałeś się o elektromagnetycznym zanieczyszczeniu, w rozdziale IV - o radioaktywnym. Przypomnijmy główne źródła tych zanieczyszczeń, skutki negatywnego wpływu radioaktywnego i elektromagnetycznego promieniowania na człowieka, dowiemy się jak zapobiec tym skutkom.

Radioaktywne

zanieczyszczenie

Elektromagnetyczne

zanieczyszczenie

Źródła

zanie

czyszczeń

Awarie na elektrowniach atomowych.

Rentgenowskie i γ-badania. Leczenie γ-promieniowaniem (chemioterapia).

Promieniowanie, wysyłane przez Ziemię (tłuczeń, keramzyt, granit; radon, który wydostaje się z wnętrza Ziemi i gromadzi się w piwnicach).

Linie zasilania o wysokim napięciu.

Tele- i radiostacje.

Telefony komórkowe. Mikrofalówki.

Elektrownie.

Stacje transformatorowe. Komputery.

Negatywny

wpływ

Niszczy komórki organizmu. Wpływa na dziedziczność Rujnuje DNA, co doprowadza do powstania nowotworów.

Powoduje chorobę popromienną.

Zwiększa zmęczenie.

Powoduje zaburzenia nerwowe. Zwiększa prawdopodobieństwo bezpłodności.

Może doprowadzić do nowotworu mózgu.

Obniża odporność.

Sposoby

zwalcza

nia

Robić badania rentgenowskie nie częściej niż raz do roku.

Nie przebywać w strefie zanieczyszczenia radioaktywnego. Często wietrzyć pomieszczenia. Mniej czasu przebywać w zamkniętych pomieszczeniach i w pobliżu jezdni z granitu.

Zmniejszać czas wykorzystania sieci bezprzewodowych.

Stosować przeważnie łączność przewodową.

Nie trzymać telefonu komórkowego w pobliżu głowy (stosować słuchawki).

Nie nosić telefonu komórkowego w kieszeni.

Dowiadujemy się o alternatywnych źródłach energii

W ciągu wielu stuleci paliwo węglowodorowe (drewno, węgiel, torf, gaz, ropa naftowa) było niemal jedynym źródłem energii dla ludzkości. Przy czym prawie nie zanieczyszczało środowiska naturalnego. W ciągu ostatniego stulecia gwałtownie zwiększyło się wykorzystanie maszyn cieplnych, które przemieniają energię paliwa w energię elektryczną i mechaniczną. Doprowadziło to po pierwsze, do wycieńczenia zasobów naturalnych, po drugie, do poważnej zmiany klimatu Ziemi. Na obecnym etapie rozwoju ludzkość nie może obniżyć ilości zużywanej energii. Wręcz odwrotnie, ilość ta niezmiernie wzrasta i, tak jak wcześniej, większa część energii produkuje się na skutek spalania szybko znikających węglowodorowych rodzajów paliwa (rys. 7).

Współczesny rozwój techniki pozwala na wykorzystanie alternatywne źródła

energii: energię jądrową, energie wiatru i słońca, energie przypływów i odpływów wód oceanicznych, geotermalną energię Ziemi. Podamy kilka przykładów.

Energetyka atomowa Francji ma największy poziom wykorzystania energii atomowej w Europie: 78 % energii elektrycznej, produkowanej w państwie, otrzymuje się w elektrowniach atomowych (rys. 8).

W wielu państwach świata zaczyna rozwijać się energetyka słoneczna. Na energii Słońca pracują i duże elektrownie, i niewielkie płyty słoneczne, obsługujące budynki prywatne. W technice są wykorzystywane dwa sposoby przemiany energii słonecznej na elektryczną: bezpośrednia przemiana za pomocą urządzeń półprzewodnikowych (rys. 9) i przemiana energii słonecznej najpierw w cieplną a następnie w elektryczną (rys. 10).


Jeszcze jednym odnawialnym źródłem energii jest wiatr. Energetyka wiatrowa rozwija się bardzo szybko: chociaż obecnie generatory wiatrowe produkują tylko 1 % energii elektrycznej na świecie,

jednak są państwa, w których odsetek energii wietrznej jest dość wysoki. W Danii 42 % energii elektrycznej pozyskuje się wykorzystując energię wiatru (rys. 11).

Energia przypływów i odpływów jest potężnym źródłem energii. Pierwszą elektrownię o mocy 240 MW, wykorzystującą przypływy, zbudowano we Francji jeszcze w 1966 roku. Elektrownia ta pracuje do dzisiaj. Obecnie takie elektrownie są prawie we wszystkich zakątkach naszej planety.

Państwa, znajdujące się w miejscach sejsmicznej aktywności, mogą korzystać z energii geotermalnej (energii gorącej wody, suchej i wilgotnej pary podnoszącej się z wnętrza Ziemi, blisko powierzchni). Energia geotermalna jest aktywnie wykorzystywana, na przykład w Islandii (rys. 12), na Filipinach (27 % produkcji energii elektrycznej w państwie), w Meksyku, USA.

Podsumowanie

Szybki rozwój techniki, powszechne wykorzystanie sztucznych materiałów, spalanie dużej ilości węglowodorowego paliwa prowadzi do tego, że ekologiczna sytuacja na naszej planecie wciąż pogarsza się. Najwięcej zanieczyszcza środowisko naturalne człowiek (antropogeniczne zanieczyszczenie). Działalność człowieka doprowadza do powstania wysp śmiecia na oceanie (mechaniczne zanieczyszczenie), dodatkowego wyrzucania ciepła do atmosfery i zbiorników wodnych (zanieczyszczenie cieplne), poważnego wzrostu radioaktywnego tła (radioaktywne zanieczyszczenie). Na zdrowie człowieka również wpływa zwiększenie się poziomu hałasu (zanieczyszczenia przez hałas) i stężenia promieniowania elektromagnetycznego (elektromagnetyczne zanieczyszczenie).

Zwiększenie stężenia dwutlenku węgla w atmosferze Ziemi doprowadziło do tego, że średnia temperatura planety wzrosła o 0,7°C. Aby zmniejszyć ilość wyrzutów i chociażby częściowo zachować zapasy kopalin użytecznych, rządy państw wspierają wykorzystanie alternatywnych źródeł energii, a dokładniej energię słońca i wiatru, przypływów i odpływów, jądrowej i geotermalnej energii.

 

Źródło: Fizyka podręcznik dla klasy 9 Barjachtar

 






^