1 MODEL PRACY POZALEKCYJNEJ Z WYKORZYSTANIEM NOWATORSKICH METOD PRACY ORAZ WSPÓŁCZESNYCH TECHNIK INFORMATYCZNYCH Z WYKORZYSTANIEM NOWATORSKICH METOD PRACY ORAZ WSPÓŁCZESNYCH TECHNIK INFORMATYCZNYCH ZESPÓŁ SZKÓŁ W WARZYCACH PROJEKT – ZASOBY ENERGII NA ZIEMI Grupa matematyczna Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

2 Energia jest to zdolność do wykonania pracy. W życiu codziennym spotykamy się z różnymi rodzajami energii np. energią elektryczną, czy cieplną, jednak zdecydowanie najczęściej, choć może nie zdajemy sobie z tego sprawy, mamy do czynienia z energią mechaniczną.

3 Zasada zachowania energii – prawo fizyki, stwierdzające, że w układzie izolowanym suma wszystkich rodzajów energii układu jest stała (nie zmienia się w czasie). W konsekwencji, energia w układzie izolowanym nie może być ani utworzona, ani zniszczona, może jedynie zmienić się forma energii. Tak np. podczas spalania wodoru w tlenie energia chemiczna zmienia się w energię cieplną.

4 1 kg benzyny 98 oktanowej dostarcza 45 MJ ( 45 000 000 J ) energii Samochód o mocy 100 KM ( 1KM = 736 W ) wykorzystuje przeciętnie w trasie ok. 35 % swojej mocy Oblicz ile litrów benzyny spali samochód jadący 100km z prędkością 60 km/h. t = s/v T = 100km/60km/h = 1 h 40 min = 6000 s W = P * t W = 73600 W * 35 % * 6000 s = 154560000 J = 154,56 MJ 154,56/45 = 3,4 kg ρ=0,7 kg/l V = 4,86 l Odp. Samochód o mocy 100 KM jadąc 100 km z średnią prędkością 60 km/h spali 4,86 l = 3,4 kg benzyny.

5  Silnik spalinowy działający na podstawie cyklu Otta został po raz pierwszy opatentowany przez Eugenio i Felice Matteuccich w 1854, następnie w 1860 roku doszło do pierwszego prototypu. Jednocześnie na pomysł silnika wpadli francuski inżynier Alphonse Beau de Rochas w 1862 i niezależnie inżynier niemiecki Nicolaus Otto w 1876 roku. Na cykl składa się sprężenie, przypływ stałej ilości ciepła, rozszerzenie i wydalenie stałej wartości ciepła odbywających się w czterech suwach, czyli ruchach silnika tłokowego:  napływ/wprowadzenie (ssanie)  ściskanie/sprężanie  zapłon (praca)  wydech

6 Suw ssania (1) Suw sprężania (2) Suw rozprężania (pracy) (3) Suw wydechu (4)

7

8

9 Zapotrzebowanie na energię na ziemi, struktura pozyskiwania energii

10 Elektrownia wodna Elektrownia wodna – zakład przemysłowy zamieniający energię potencjalną wody na elektryczną. Pierwsza elektrownia wodna została zbudowana w 1882 roku w Appleton (Wisconsin) (USA) na rzece Fox. Dostarczała ona energię do fabryki produkującej papier. Było to dwa lata po pokazie, na którym Thomas Alva Edison po raz pierwszy zademonstrował publicznie wytwarzanie światła elektrycznego.

11 F ILM

12

13 Pierwsza elektrownia jądrowa powstała w 1954 w Obnińsku (ZSRR). Głównym celem ich budowy była produkcja wzbogaconego materiału rozszczepialnego do produkcji broni atomowej. W latach siedemdziesiątych zaczęło przybywać gwałtownie bloków energetycznych z reaktorami atomowymi.  Należy pamiętać, że budowa elektrowni atomowej trwa około 10 lat, więc na ilość uruchamianych w latach 80. reaktorów wpływ miały decyzje podjęte 10 lat wcześniej, a więc najczęściej przed awarią w elektrowni Three Mile Island. W 2004 roku wiele krajów wstrzymało się z podejmowaniem decyzji o budowie kolejnych bloków jądrowych. Buduje się natomiast dużo reaktorów w Azji (Chiny, Indie, Japonia, Korea Południowa i Korea Północna, Iran, Pakistan). Współczesna elektrownia jądrowa

14  W Polsce nie ma elektrowni jądrowych. Jedynym działającym reaktorem jądrowym jest badawczy reaktor Maria, zarządzany obecnie przez Instytut Energii Atomowej. W latach 80. XX wieku rozpoczęto budowę elektrowni Żarnowiec w woj. Pomorskim.

15

16

17  1. Nie emituje pyłów oraz szkodliwych gazów, przez co w minimalnym stopniu degraduje środowisko.  2. Eliminuje problemy usuwania i składowania lotnych popiołów.  3. Wielokrotne zmniejszenie ilości odpadów i powierzchni ich składowania.  4. Ogranicza eksploatację paliw kopalnych.  5. Nie wymaga hałaśliwych urządzeń do nawęglania.

18  1. Kłopotliwy problem składowania i zagospodarowywania radioaktywnych odpadów, powstających z reaktora jądrowego.  2. Możliwość skażenia wód, powietrza i gleb znajdujących się w rejonie składowania odpadów.  3. W przypadku awarii reaktora zagrożenie skażenia radioaktywnego.

19  1. Elektrownie jądrowe szkodzą środowisku naturalnemu.  Elektrownie jądrowe mają mniej szkodliwy wpływ na środowisko naturalne niż inne powszechnie wykorzystywane źródła energii - nie wytwarzają gazów cieplarnianych, nie uwalniają do atmosfery żadnych zanieczyszczeń, a odpady, które powstają w trakcie wytwarzania energii są składowane w bezpiecznych miejscach i znajdują się pod ścisłą kontrolą.

20  2.Kosztowna budowa elektrowni jądrowych powoduje zwiększane cen energii elektrycznej  Cena energii elektrycznej nie ma nic wspólnego z budową elektrowni jądrowych. Zależy ona od aktualnej sytuacji na rynku. W Polsce rynek energii elektrycznej jest otwarty, a odbiorca może sam wybrać najtańszego dostawcę.

21  3.Najwiecej odpadków radioaktywnych wytwarza elektrownia jądrowa  Gdyby wszystkie elektrownie jądrowe na świecie korzystały z paliw kopalnych zamiast uranu wytwarzałyby 2 miliardy ton CO2 rocznie. W prawidłowo funkcjonującej elektrowni atomowej ilość promieniowania radioaktywnego emitowanego przez reaktor jest nawet mniejsza niż w przypadku elektrowni węglowych, których popioły zawierają 100-krotnie więcej cząsteczek promieniotwórczych niż otoczenie elektrowni jądrowej wytwarzającej tą samą ilość energii. Popioły elektrowni węglowych także zawierają cząsteczki radioaktywnego uranu i toru.

22 Wielkim reaktorem jądrowym (termojądrowym) jest słońce. W wyniku emisji energii w przestrzeń traci co jedną godz. ok. 14 miliardów ton swojej masy. Naukowcy szacują iż naszemu słońcu pozostało około 4,5-5 miliarda lat. Potem nasze słońce rozedmie się, pochłaniając Merkurego i Wenus, po czym odrzuci warstwy zewnętrzne i stanie się małym Białym Karłem który będzie sobie słabo świecił dopóki nie zgaśnie.

23  Film pobrany ze strony; http://www.onet.tv/maly-einstein-co- wynika-z-wzoru-e- mc2,8418022,10,klip.html#m=8418022,c= 10 http://www.onet.tv/maly-einstein-co- wynika-z-wzoru-e- mc2,8418022,10,klip.html#m=8418022,c= 10

24

25  Energetyka wiatrowa jest jedną z najszybciej rozwijających się sektorów energetyki niekonwencjonalnej na świecie. Polska jest przeciętnym krajem jeśli brać pod uwagę zasoby energetyczne wiatru.  Energie wiatrowa uzyskuje się dzięki Farmą Wiatrowym. Do wybudowania takiej farmy należy spełnić następujące warunki:  -płaski teren,  -duża siła wiatru,  -wiatr wieje 80% dni w roku z prędkością minimum 4m/s. Kiedy wszystkie warunki zostaną spełnione koszt budowy Farmy Wiatrowej zwróci się za około 5-10 lat.

26  Energię wiatru możemy wykorzystywać do budowy: - małych instalacji o mocy od jednego do kilkuset kW, które mogą współpracować z bateriami akumulatorów i pompami ciepła, - duże instalacje o mocy od 1-5 MW, które mogą współpracować z małymi elektrowniami wodnymi.

27  - zaspokojenie rosnących potrzeb energetycznych ludności poprzez rozwój ekologicznie czystej energii,  - możliwość zasilania miejsc trudno dostępnych,  - wzrost udziału energii uzyskiwanej ze źródeł odnawialnych w bilansie energetycznym,  - możliwość aktywizacji terenów słabo zaludnionych lub o ubogich glebach.

28  - wysokie koszty instalacji,  - hałas,  - zmiany w krajobrazie,  - negatywny wpływ na populacje ptaków na danym terenie,  - koszt uzyskania 1 kWh w elektrowni wiatrowej kształtuje się na poziomie 27 gr. natomiast w elektrowni konwencjonalnej ok. 14 gr.

29

30 W ciągu tygodnia telewizor niepotrzebnie czerpał energię elektryczną przez 9godzin(-y). Telewizor nasz posiada moc 0,2 kW, czyli niepotrzebnie zużył w tym czasie 1,8 kWh. W ciągu miesiąca będzie to 7,2 kWh. Przy aktualnej cenie 0,50 zł/1kWh wyniesie to3,6 zł, a w ciągu roku 43,2zł. W ten sposób rodziców naciągamy na większe koszty. Poniedziałek Czas pracy = 6A-B= 1h Faktyczne używanie =5 Wtorek Czas pracy =6A-B=1h Faktyczne używanie =5 Środa Czas pracy =9A-B=2h Faktyczne używanie =7 Czwartek Czas pracy =7A-B= 1h Faktyczne używanie =6 Piątek Czas pracy =10A-B= 2h Faktyczne używanie =8 Sobota Czas pracy =10A-B= 1h Faktyczne używanie =9 Niedziela Czas pracy =10A-B=1h Faktyczne używanie =9

31 Parametry Żarówka tradycyjna Świetlówka kompaktowa pobór mocy60W11W czas świecenia (żywotność) 1000 h 8000 h (6000 - 10000 h) koszty zakupu 8 żarówek x zł = 24 zł 1żarówka x zł = 15zł koszt energii elektrycznej 0,06 kW*8000h=60 kWh 480kWh*0,50zł = 240zł 0,011kW*8000h =88 kWh 88kWh*0,50zł= 44zł łączne koszty 264 zł 59zł Z tabeli obok wynika, że bardziej opłacalna jest świetlówka kompaktowa. Dzięki temu możemy zaoszczędzić duże sumy i chronimy poprzez to otaczający nas świat.

32 Co zrobić aby zaoszczędzić energie ? 1.Pralka zużywa najwięcej energii podgrzewając wodę. Piorąc w temperaturze 60 stopni Celsjusza zamiast 90 stopni Celsjusza zaoszczędzasz ok. 30- 40% energii. 2. Pamiętaj o programach energooszczędnych. W normalnych warunkach wyższe temperatury nie zapewniają większej czystości i higieny bielizny. Wówczas wystarcza pranie w temperaturze 40 0 C.

33 3.Prawidłowa masa ładunku w wybranym przez Ciebie programie, to oszczędność ok. 17 % energii, czyli niższy rachunek, a także oszczędność wody, proszku do prania i...środowiska. Coraz częściej w naszych domach znajdują się pralki automatyczne, które pozwalają automatycznie regulować ilość zużytej wody w zależności od ilości bielizny. Zatem powyższa uwaga odnosi się głównie do starszych modeli pralek, które w trakcie prania delikatnej bielizny zużywają 5 x więcej wody i do 4 x więcej energii.

34 Warto jednak mieć na uwadze, że nawet nowe modele mające zaprogramowany zakres regulacji zużytej wody nie mogą dopasować go idealnie do małych ładunków prania, dlatego mimo coraz lepszej techniki czasami bardziej opłaca się pranie ręczne. 4.Wykorzystanie ciepłej wody w procesie prania pozwala na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej o ok. 15% w zależności od rodzaju programu i temperatury zasilającej pralkę wody.

35 zad. 1. Przeprowadź wywiad z osobą, która najczęściej zajmuje się praniem w Waszym domu. Pytanie: W jakiej temperaturze prane są wyroby mało lub średnio zabrudzone, w 60 0 C czy w 95 0 C? Odpowiedź: W temperaturze 60 0 C Pytanie: Ile razy w ciągu miesiąca stosowany jest taki program energooszczędny (pranie energooszczędne)? Odpowiedź: Możliwość prania energooszczędnego stosowana jest 12 razy w miesiącu. Pytanie: Czy prawidłowa masa ładunku w wybranym do prania programie jest stałą praktyką w Waszym domu ? Ile prań w ciągu miesiąca wykonywanych jest zgodnie z tą zasadą, a ile nie? Odpowiedź: Tak jest stałą praktyką. W ciągu miesiąca 10 prań jest zgodnie z tą zasadą, a 2 nie.

36 Pytanie: Liczba prań z pełnym obciążeniem pralki w stosunku do liczby prań poniżej pełnego obciążenia pralki w danym programie w ciągu miesiąca to? Odpowiedź: W stosunku 3:1. Pytanie: W jaki sposób prana jest bielizna delikatna? Odpowiedź: Bielizna delikatna jest prana ręcznie. Pytanie: Czy Wasza pralka przystosowana jest do zasilania nie tylko zimną, lecz również ciepłą wodą? Czy możliwość ta jest wykorzystana? Odpowiedź: Do ciepłej wody nie jest przystosowana.

37  Zgaś zbędne światło.  Zmień tradycyjne żarówki na energooszczędne świetlówki.  Używaj energooszczędnych sprzętów i urządzeń domowych (energooszczędnych żarówek, sprzętu AGD klasy A lub A+).  Gotowanie w zamkniętych naczyniach pozwoli Ci zmniejszyć zużycie energii podczas gotowania o co najmniej 30%.  Nie wkładaj ciepłych posiłków do lodówki.  Używaj „krótkiego programu” zmywarki. Pozwala on na ograniczenie czasu zmywania i zmniejszenie poboru energii.  Podczas mycia zębów zakręcajmy wodę.  Używaj prysznica zamiast brać kąpiel w wannie.

38  - co to znaczy energooszczędne, odpowiedzialne i racjonalne gospodarowanie energią ?  - czy zmiana zachowań indywidualnych może ograniczyć emisję CO2 ?  - jaki jest wpływ globalnego ocieplenia na nasz i inne kraje ?  - jaka jest polityka energetyczna Polski ?  - co robić aby dalszy wzrost gospodarczy nie powodował zwiększenia zużycia energii?

39  Jeżeli ludzie nadal nie będą dbać o środowisko naturalne, setki milionów ludzi może ucierpieć z powodu zmian w skali światowej. W rejonach podzwrotnikowych i tropikalnych spodziewane jest nasilenie się zjawisk powodziowych połączonych z gwałtownymi huraganami, a w umiarkowanych strefach klimatycznych wystąpią susze i nieurodzaje. To w konsekwencji zmieni globalną dystrybucję żywności i spowoduje jej niedobór. Pojawią się masowe migracje ludności poszukującej możliwych warunków do życia.

40