Игра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Цели игры




Скачать 126.08 Kb.
НазваниеИгра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Цели игры
Дата конвертации23.04.2013
Размер126.08 Kb.
ТипЗаседание
ДЕЛОВАЯ ИГРА

«Химия и решение энергетических проблем»


Имитационная модель игры. Игра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы».

Цели игры:

  • расширение кругозора учащихся при ознакомлении с видами и источниками энергии, путями и средствами решения энергетической проблемы;

  • воспитание у школьников осознания необходимости экономного расходования энергии, формирование нравственных качеств гражданина-труженика;

  • развитие умения самостоятельно находить необходимую информацию.

Постановка задачи. Показать роль химии в решении энергетической проблемы.

Распределение ролей. Учащиеся играют роли: заведующего отделом химической энергетики, энергетика, инженера-термоядерщика, инженера-атомщика, эколога, металлурга, геофизика, микробиолога, химика-технолога, экономиста, журналистов.

Заведующий отделом анализирует вопросы, интересующие учащихся (журналистов), и на их основе ставит проблему, которую необходимо решить. С помощью учителя разрабатывает технологическую карту игры, предусмотрев возможность дискуссионного решения отдельных вопросов.

Энергетик готовит сообщение об источниках энергии, их запасах, прогнозах на будущее и хозяйственном распределении энергоресурсов.

Инженер-термоядерщик доказывает, что одним из путей решения энергетической проблемы может быть управляемый термоядерный синтез.

Инженер-атомщик рассказывает о развитии атомно-водородной энергетики, характеризует ее как способ решения энергетической проблемы.

Эколог акцентирует внимание участников игры на экологической безопасности водородной энергетики и подчеркивает необходимость бережного отношения к невозобновляемым энергетическим ресурсам.

Химик-технолог показывает реально существующие и перспективные пути получения водорода как энергоносителя, варианты использования вторичных энергоресурсов в химической и силикатной промышленности, раскрывает роль химии в сокращении применения невозобновляемых источников энергии.

Металлург подбирает фактический материал, подтверждающий возможность использования в металлургии энергии Солнца, снижения энергоемкости металлургических процессов.

Геофизик приводит конкретные примеры использования геотермальной энергии.

Микробиолог рассказывает о путях получения биогаза и его использовании для отопления.

Экономист раскрывает возможные пути экономии энергетических ресурсов в разных отраслях народного хозяйства.

Журналисты готовят сообщения о людях различных профессий и специальностей, участвующих в решении энергетической проблемы.

Информация к поиску. Для выполнения заданий всем участникам игры необходимо ознакомиться с соответствующей литературой, внимательно изучить материалы периодической печати, энергетические проблемы промышленных предприятий своего региона, организовать комплексные экскурсии.

Оформление: выставка конкурсных работ (сочинения, рисунки, макеты, модели, плакаты) на темы «Энергетика будущего», «Энергетика моего города».

Предлагаем один из вариантов содержания игры.

Учитель. Сегодня мы будем обсуждать содержание очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Мы пригласили принять участие в обсуждении специалистов, имеющих отношение к решению энергетической проблемы.

Зав. отделом. Мы получили много писем, авторы которых просят подробнее рассказать об энергетических проблемах, роли химии в их решении и перспективах развития химической энергетики. Так, один наш корреспондент пишет: «Все знают, что источниками энергии являются уголь, нефть и газ, которых в России в 1998 г. было добыто соответственно 232 млн. тонн, 303 млн. тонн и 594 млрд. м3. Кроме того, нельзя также недооценивать гидроэнергетические ресурсы нашей планеты и другие возобновляемые виды энергии: солнечную, ветровую, приливную и геотермальную. Некоторые исследователи, оценивая мировые энергетические ресурсы, указывают на несостоятельность якобы надвигающейся угрозы энергетического голода. Почему же сегодня мы говорим об энергетической проблеме? Как расходуются природные энергоресурсы?»

Энергетик. Единственным реальным ограничением дальнейшего роста материальной культуры в мире может быть только энергетика. Доля ископаемых углей среди источников энергии сократилась до 30 %, а доля нефти и газа выросла до 65 %. Остальные 5 % энергии вырабатывают АЭС и гидроэлектростанции.

Общие потенциальные запасы гидроэнергии всего земного шара составляют 73 триллиона кВт ежегодно, а используется лишь 2,75 % потенциала. Следовательно, в настоящее время определяющие источники энергии - это нефть, уголь и газ, запасы которых не беспредельны. По оценкам большинства специалистов, запасов каменного угля, торфа, нефти и газа при современных темпах роста потребления хватит на 200-300 лет. Прогнозы предвещают скорое исчерпание наиболее доступных и потому дешевых нефтяных запасов. Учитывая, что на сегодняшний день доля нефти и газа среди источников энергии наиболее высока, проблема энергообеспечения существует.

Инженер-термоядерщик. На мой взгляд, решение проблемы заключается в использовании управляемого термоядерного синтеза. Реакции термоядерного синтеза впервые были обнаружены на Солнце, которое служит природным термоядерным реактором, где уже более 5 млрд. лет «горит», превращаясь в гелий, водород. Причем «горит» в стабильном самоуправляемом режиме. На Земле термоядерная реакция была впервые осуществлена при первом испытании водородной бомбы. Но такие взрывы неуправляемы, обладают огромной разрушительной силой. Обуздание термоядерной реакции для получения энергии в мирных целях дало бы человечеству практически неисчерпаемый источник энергии.

Зав. отделом. В чем сущность реакций термоядерного синтеза?

Инженер-термоядерщик. Между ядрами первых пяти химических элементов Периодической системы Д. И. Менделеева возможно большое число реакций термоядерного синтеза. Для ближайшего будущего имеет значение так называемая дейтериево-тритиевая реакция, в ходе которой изотопы водорода дейтерий и тритий превращаются в ядра гелия, выделяя в ходе слияния двух ядер один нейтрон и огромную энергию — 17,6 МэВ. Тритий для этой реакции получают при нейтронной бомбардировке природных изотопов лития.

Инженер-атомщик. Для решения энергетической проблемы в нашей стране я считаю важным расширение строительства АЭС, а в перспективе — широкое развитие атомно-водородной энергетики.

Зав. отделом. Расскажите об атомно-водородной энергетике.

Инженер-атомщик. Она предполагает получение водорода на крупных предприятиях путем разложения воды с помощью ядерной энергии и транспортировку жидкого водорода к центрам его потребления. Уже сегодня проводятся исследования по применению жидкого водорода в качестве топлива для сверхзвуковых самолетов. Успешно проведены испытания автотранспорта, работающего на горючем с добавкой водорода. Так, 5 %-ное содержание водорода в горючем сокращает расход бензина на 25-30 %. Являясь основным компонентом природных органических топлив, водород в качестве химического сырья может вытеснить эти виды топлива из многих областей химической технологии. При сочетании же водорода с углеродом (углем) и его оксидами принципиально возможна замена природного газа и нефти почти на всех крупных химических производствах, где сегодня их применяют как химическое сырье.

Эколог. Важное преимущество водорода как энергоносителя заключается в том, что в результате его сгорания в кислороде образуется водяной пар — рабочее тело современных паротурбинных установок. Использование водорода в автотранспорте практически исключает образование оксида углерода в выхлопных газах. В этом плане хотелось бы отметить преимущества и термоядерного синтеза в сравнении с реакциями расщепления урана, ведь продукты термоядерного синтеза не радиоактивны.

Зав. отделом. Так как простое вещество водород в природе не встречается, он служит вторичным энергоресурсом, т. е. для его производства необходимо природное, или первичное, сырье. Следовательно, центральный вопрос водородной энергетики — вопрос о первичном источнике энергии. На ближайшую перспективу в качестве основных рассматриваются атомные источники, на более отдаленную — солнечные (солнечно-водородная энергетика).

Учитель. Многие специалисты считают водород универсальным химическим энергоносителем для энергетики и технологии будущего. Не могли бы Вы перечислить реализуемые сегодня способы получения водорода и охарактеризовать перспективы на будущее?

Зав. отделом. Сегодня в мире производится и потребляется около 50 млн. тонн водорода в год. В основном его получают конверсией жидких и газообразных топлив. Известен ряд способов получения водорода из воды. Наиболее простой из них — электролиз воды за счет электроэнергии, выработанной полупроводниковыми фотопреобразователями, содержащими кремний, галлий, мышьяк, селенид кадмия. В Армении осуществлен фотолиз воды с помощью ячейки, в которой фотоэлектродом служит диоксид титана. Электролизом воды, по различным данным, получают от 0,5 до 1,5 млн. тонн водорода (1-3 % общей массы). По рекомендациям специалистов этот дорогой способ предполагается усовершенствовать, заменив электролит либо расплавом щелочи (расплавно-щелочной электролиз), либо твердой полимерной пленкой с протонной проводимостью (твердополимерный электролиз). При таком получении себестоимость водорода снизится.

Сегодня наши специалисты разрабатывают плазмохимическую технологию получения водорода. К перспективным способам следует отнести термохимические и комбинированные способы разложения воды с использованием в качестве энергоисточника ядерного реактора. Интерес представляет и радиационно-химический способ получения водорода из воды, особенно в сочетании с высокотемпературным термолизом. Он ориентирован на комплексное использование излучения и тепла ядерных реакторов. Заманчивая перспектива - прямое преобразование механической энергии в химическую. Конечно, превращение гидроэлектростанций в гидроводородные может показаться фантастичным, но постановка этой задачи вполне реальна.

Эколог. Сегодня в энергетике большей частью используют невозобновляемые ресурсы, и нельзя допустить, чтобы они кончились раньше, чем мир перейдет на практически неисчерпаемые источники энергии.

Каковы реальные пути решения энергетической проблемы сегодня? Какова роль химии в ее решении?

Зав. отделом. Я не могу согласиться с утверждением, что в настоящее время в основном используют невозобновляемые источники энергии. Все в большем объеме начинают использовать энергию Солнца, термальных вод, приливов, ветра, биомассы. В некоторых районах нашей страны на энергии Солнца работают гелиоопреснители, системы отопления в жилых домах и теплицах, системы кондиционирования, солнечные насосы. Ведутся работы по использованию энергии Солнца для получения электроэнергии. В Крыму сооружена солнечная электростанция мощностью 5 тыс. кВт.

Металлург. Экспериментально доказана возможность использования энергии Солнца в металлургии вместо традиционных источников энергии. Уже сегодня в предгорьях Тянь-Шаня недалеко от Ташкента работает научно-производственный металлургический гелиокомплекс, где с помощью гелиостатов получают температуру выше 350 "С. Но, к сожалению, такие комплексы могут быть экономически выгодны далеко не везде.

Геофизик. Там, где это экономически целесообразно, успешно используют и геотермальную энергию. Например, на Камчатке с 1964 г. эксплуатируется Паужетская парогидротермальная электростанция мощностью 11 тыс. кВт. Себестоимость электроэнергии такой геотермальной станции в 3-4 раза ниже себестоимости энергии, выработанной ТЭС. Ведутся работы по использованию энергии приливов.

Зав. отделом. Заслуживает внимания использование энергии ветра. Применение ветроустановки мощностью 100 кВт позволяет сэкономить за год 78 т жидкого топлива. Но работать такие установки могут лишь в определенных районах.

Микробиолог. Хотелось бы сказать несколько слов о возможности использования энергии биомассы. Подвергая отходы сельскохозяйственного производства (навоз, солома, шелуха подсолнечника, кукурузные кочерыжки) и отходы древесины, образующиеся при лесообработке, анаэробному брожению с помощью метанообразующих бактерий, получают биогаз, который содержит 50-70 % метана и 30-50 % оксида углеро-да(И). Брожение 1 т органического вещества дает 350-500 м3 биогаза. Первая биоэнергетическая установка работает на одной из животноводческих ферм Латвии.

Зав. отделом. Какова роль химии и химической промышленности в сокращении применения невозобновляемых источников энергии?

Химик-технолог. Роль химии в решении энергетической проблемы заключается в максимальной экономии невозобновляемых энергоресурсов, используемых в химической промышленности как в качестве сырья, так и в качестве теплоносителей. Перечислю важнейшие пути решения этой задачи:

а) разработка и реализация новых технологии, основанных на интенсификации химико-технологических процессов;

б) использование вторичных энергетических ресурсов в производстве химических продуктов.

Примером интенсивной технологии может служить замена ректификации адсорбционными и мембранными процессами разделения, а также применение прогрессивных фильтрующих материалов. Мембранные разделительные аппараты потребляют мало энергии, в то время как энергетический коэффициент полезного действия ректификационных колонн не превышает 40 %. Большие выгоды сулит замена традиционных трубчатых печей и других типов нагревателей каталитическими генераторами тепла. Сжигание топлива в присутствии катализаторов позволяет осуществлять этот процесс не при 1200-1600 "С, как в факельных печах, а при 400-700 °С. Применение алюмомолибденовых катализаторов настолько ускоряет процесс, что количество теплоты, выделяемое в единицу объема, увеличивается в 100-1000 раз, кроме того, не требуется избытка воздуха, что снижает потери тепла с дымовыми газами. Еще одно принципиальное новшество — осуществление каталитических процессов в нестационарном режиме, т.е. периодическое изменение направления движения реагентов. Нестационарный метод позволяет перерабатывать отходящие газы медеплавильных заводов, содержащие 1 % оксида серы (IV).

Металлург. Для уменьшения расхода электроэнергии в производстве алюминия заменяют традиционные самообжигающиеся электроды на предварительно обожженные, характеризующиеся большой электропроводностью. Это обеспечивает снижение напряжения на электролизере, а следовательно, и уменьшение удельного расхода электроэнергии. Непрерывная разливка жидкой стали непосредственно в заготовки также позволяет эффективно использовать тепло. Эта технология дает возможность экономить 30-40 кг топлива на каждую тонну перерабатываемой стали. Приведу и пример использования вторичных энергетических ресурсов — вдувание в домну при получении чугуна восстановительных колошниковых газов температурой до 1200°С. Это позволяет снизить потребление природного газа на 80 %, кокса - на 20-25 %.

Химик-технолог. Вторичные энергетические ресурсы применяют и в силикатной промышленности. Например, цементные заводы снабжены теплообменниками, воду из которых используют для нужд самого завода и теплоснабжения поселков. Оборудование стекловаренных печей воздухонагревателями, в которых тепло отходящих газов используют для подогрева воздуха, подаваемого в горелку, позволяет сократить удельный расход топлива на 30 %.

Экономист. Действительно, роль химии в решении энергетической проблемы велика. Однако экономия энергетических ресурсов может быть достигнута и другими путями. Один из них — внедрение автоматических систем контроля за сжиганием топлива на ТЭС. Эти системы обеспечивают полное сгорание топлива и не допускают его перерасхода. Другой путь — замена котельно-печного топлива газом и дешевым углем. Значительной экономии топлива достигают благодаря уменьшению жесткости воды, которую подают в котлы электростанций. Эстонские энергетики освоили использование дешевой сланцевой муки в качестве топлива для электростанций. Следует заметить, что сокращение расхода топлива при производстве каждого киловатт-часа электроэнергии на 1 г позволяет сэкономить в целом по стране за год такое количество топлива, для перевозки которого в виде экибастузского угля понадобилось бы 35 тыс. вагонов.

Возможности для экономии топлива есть не только на ТЭС, в производстве, но и в быту. Это прежде всего рациональное использование горячей воды и электроэнергии. Если одна семья в течение недели сэкономит только 1 кВт • ч, то в масштабах страны за год это сбережет огромное количество условного топлива.

Зав. отделом. Итак, основные пути решения энергетической проблемы сегодня - это экономия топлива на ТЭС, в химической промышленности и быту; сокращение потребления нефти в качестве топлива путем замены ее газом, углем, использование атомной энергии; применение возобновляемых источников энергии: Солнца, геотермальных вод, приливов, ветра, биомассы. В перспективе — термоядерная, атомно-водородная и солнечно-водородная энергетика.

А сейчас журналисты расскажут о людях, играющих важную роль в решении энергетической проблемы.

Первый журналист. Прогресс науки и техники позволяет экономистам утверждать, что человечество не погибнет от энергетического голода, хотя запасы нефти, газа и угля не безграничны. Сегодня много говорили о замене и экономии этих энергетических источников. Однако все ли аспекты бережного и разумного их использования раскрыты? Оказывается, нет. При добыче угля потери достигают 25 %, при добыче нефти — еще больше. Значит, стоит задача усовершенствовать добычу ископаемых. Решать ее придется прежде всего тем, чья профессия связана с добычей и химическими преобразованиями ископаемых.

Назову лишь некоторые наиболее распространенные профессии, связанные с поиском и добычей топливного сырья — нефти, газа и угля. Это нефтяники (буровые мастера и их помощники, бурильщики и их помощники, электромонтеры по обслуживанию буровых скважин, машинисты, операторы, землеройщики, трубоукладчики, сварщики, изолировщики, транспортники, работники службы контроля, подвижных испытательных лабораторий и др.); океанавты (работники подводного нефтепромысла); шахтеры (забойщики, проходчики, крепильщики); лебедчики; машинисты электровозов; слесари; комбайнеры; операторы; электрослесари; экскаваторщики; геологи и др.

Людям этих профессий необходимо хорошо знать экономическую географию, физику, химию, математику, любить технику, иметь образное техническое мышление, ибо им приходится осваивать не только избранную профессию, но и смежные. Следует заметить, что в этой отрасли ведут творческий поиск ученые, проектировщики, конструкторы, инженеры. Они обеспечивают работу сложных физических приборов, ЭВМ в пургу и в 40-градусную жару, на болотах и среди горных вершин.

Второй журналист. Бесперебойную работу гидро-, тепло- и атомных электростанций обеспечивают энергетики. К ним следует отнести физиков-энергетиков, физиков твердого тела, физиков-атомщиков, геофизиков, термоядерщиков, аналитиков, спектрометристов, дозиметристов, металлохимиков, физхимиков, электромехаников по дуговым и высокочастотным печам, по системам дистанционного управления, операторов, машинистов, аппаратчиков, ученых и рабочих-криогенщиков, системотехников, прибористов высоко- и низкотемпературщиков и др. Независимо от того, трудятся ли люди этих профессий в научном или производственном подразделении, они должны обладать фундаментальными и прикладными знаниями по физике, химии, криогенике, термодинамике, механике газов и жидкостей, сопротивлению материалов и основам конструирования машин и аппаратов, электронике и др.

Затем журналисты, используя сообщения средств массовой информации, рассказывают о труде людей, непосредственно участвующих в решении энергетической проблемы. После этого экспертная комиссия подводит итоги игры.

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Игра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Цели игры iconМониторинг сообщений сми об Общественной палате РФ за апрель 2011 года
Первое пленарное заседание Совета по взаимодействию российской общественности, посвящённое обсуждению 10 мер, предложенных президентом...

Игра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Цели игры iconИнтеллектуальной игры в 2012-2013 учебном году «Люди и события»
«Момент истины» (далее – интеллектуальная игра) для обучающихся 8-10 классов общеобразовательных учреждений г. Томска (приказ му...

Игра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Цели игры iconПравила игры в большой теннис I. Сущность игры >II. Участники соревнований
Для игры в теннис противники размещаются на площадке по противоположным сторонам поперечной сетки. Одновременно могут играть двое...

Игра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Цели игры iconПрограмма дисциплины ер. Р. 01 Химия окружающей среды цели и задачи дисциплины: Курс «Химия окружающей среды»
Курс «Химия окружающей среды» проводится после изучения систематических курсов общая и неорганическая химия, органическая химия,...

Игра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Цели игры iconОценка экологических активов с целью отражения их в системе комплексного эколого-экономического учета
Актив – это ресурс, использование которого, как ожидается, приведет к получению экономических выгод его собственником в будущем....

Игра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Цели игры iconПлан игра и её значение в развитии ребенка Современные подходы к проблеме дидактической игры
Дидактическая игра как средство развития фонематического восприятия детей дошкольного возраста

Игра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Цели игры iconИгра “Слабое Звено”. Цель: проверить степень усвоенности пройденного материала у учащихся 8 а
Время каждого тура ограничено. После окончания тура команда выбирает “слабое звено” – выбывающего из игры участника. В конце игры...

Игра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Цели игры iconИгра "Счастливый случай"
В игре принимают участие три команды по 4 5 человек в каждой. Участвующие команды имеют свое название. Игра проводится в 4 гейма....

Игра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Цели игры iconЗаседание, посвященное Дню славянской письменности и культуры (ауд. 417, 4 этаж) 12. 00 14. 30 Работа в секционных заседаниях
Торжественное заседание, посвященное Дню славянской письменности и культуры (ауд. 417, 4 этаж)

Игра проводится как расширенное заседание редакции, посвященное обсуждению материалов очередного выпуска журнала «Химия и энергетические ресурсы». Цели игры iconБюллетень информационно-аналитического центра ЦК скм РФ
Примечание. Красным полужирным шрифтом в оглавлении выделены заголовки материалов, которые, по мнению редакции, можно считать “хэдлайнерами”...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница