Альтернативные источники энергии

Урок-конференция

Тема: «Альтернативные источники энергии»

Цель: Актуализировать знания учащихся в вопросах о превращениях энергии в

поисках альтернативных источников электричества.

Цель: Совершенствовать навык разговорного английского языка с использованием

научно-технической терминологии по физике.

План конференции:

1. «Посещение» выставки ЭКСПО (видео-экскурсия)

2. Посещение павильонов экологической выставки КГУ «Гимназии №1 города Темиртау» по вопросам поиска альтернативных источников электричества из энергии солнца, воды и ветра.

3. Демонстрационный блок физических моделей.

4. Интеллектуальные задания.

5. Подведение итогов конференции – учащиеся набирают протончики за правильные ответы.

6. Рефлексия

План-конспект Конференции

1. Видео-экскурсия на английском языке.

Приложение № 1 (Видео «EXPO 2017 FUTURE ENERGY») Подводим учащихся к формированию темы конференции.

Questions:

1. How many countries have taken part in EXPO – 2017?

2. Why was the world interested by that prominent event?

3. Why do people research alternative energy sources? / Can we refuse to search alternative energy sources?

You are right!

Many of you have visited Expo 2017 so the way we’ve learned about different sources of energy and how different countries use them. Today we’ll go to our pavilions: they are SUN, WIND and WATER. And maybe we‘ll know your own experience of energy discovering.

Every team should present their projects. After every presentation you’ll do the task connected with our theme. You can get “proton” for the right answer. At the end of the class they will be summed and we’ll find the best pavilion

1. Вводное слово Физики. Представление команды Water. Команда демонстрирует модель водяного генератора, объясняя физические принципы, которые лежат в основе создания модели. От модели к реальности.

Презентация модели водяного генератора:

Никто уже не ответит на вопрос – а как давно человек смог использовать энергию воды? Одно ясно – очень давно. Сведения о первых водяных колесах появились за 3000 лет до нашей эры. В наше время их находят в Египте, в Китае, в Индии. Водяные колеса разделялись на три типа: нижнебойное, среднебойное и верхнебойное. Название зависело от направления струи воды. Природные условия формировали разнообразие видов эксплуатации колес. В наше время, например, нижнебойное водяное колесо – это прародитель современных погружных микроГЭС. Такие устанавливают на дно реки с помощью трубы-рукава. Так добиваются формирование водяного потока большей скорости.

Есть еще свободопоточные микроГЭС. Они плавают на поверхности воды.

Ценным качеством микроГЭС является их независимость от погодных условий. Скорость течения воды намного более постоянная величина, чем скорость ветра или ясная солнечная погода.

В моей модели представлена одна из важных наглядных функций ГЭС – это вращение самого колеса под действием струй падающей воды. Вода падает с некоторой высоты направленно на лопасти водяной турбины. Демонстрируем превращение энергии падающей воды в энергию вращения колеса. (демонстрируем: вода попадает на лопасти и давлением проворачивает все колесо) Хитростью конструкций в давние времена добивались передачи энергии вращения колеса в энергию движения жерновов в мельницах, в энергию движения механизмов на лесопилках. В современных генераторах мы используем вращение ротора относительно неподвижного статора.

Во первых: Индуцирование электрического тока в замкнутом проводнике происходит только тогда, когда магнитный поток, пронизывающий замкнутый контур, меняется.

Во вторых: Величина индуцированного тока зависит от скорости изменения магнитного потока. А этого мы добиваемся быстротой вращения подвижной части генератора. (Смотрим схему ГЭС. Где ротор и где статор. Схему выводим на экран)

Итак, в нашей демонстрации мы смоделировали явление превращения потенциальной энергии падающей воды в энергию вращения колеса.

(Слайд-фильм демонстрирует современные сооружения ГЭС)

Интеллектуальное задание №1 Task1. Full in the gaps the giving words:

motion waterwheels electricity renewable convert flowing pressure

WHAT IS WATER ENERGY?

Water energy is energy derived from the power of water, most often its ___1___. Energy sources using water have been around for thousands of years in the form of water clocks and __2___. A more recent innovation has been hydroelectricity, or the ___3___ produced by the flow of water over dams. In the twenty-first century scientists are developing water-based applications ranging from tidal power to thermal power.

Early applications used the power of water for milling, pumping, and driving machinery. Unlike wind and sun, the right hydro source can deliver 24 hours a day, 365 days a year. Allowing to run irrigation pumps and mills and to make clean, ___4__ electricity at reasonable cost.

Hydro power works through the combination of vertical drop (commonly called “head”) and water flow. The vertical drop creates __5___ and the flow of water in a hydro system provides ongoing source energy. Pressurized __6__ water is very dense and hydro-electric systems ___7__ a very large percentage of the available energy into electricity making it the most effective method of energy conversion.

Key:

WHAT IS WATER ENERGY?

Water energy is energy derived from the power of water, most often its motion. Energy sources using water have been around for thousands of years in the form of water clocks and waterwheels. A more recent innovation has been hydroelectricity, or the electricity produced by the flow of water over dams. In the twenty-first century scientists are developing water-based applications ranging from tidal power to thermal power.

Early applications used the power of water for milling, pumping, and driving machinery. Unlike wind and sun, the right hydro source can deliver 24 hours a day, 365 days a year. Allowing to run irrigation pumps and mills and to make clean, renewable electricity at reasonable cost.

Hydro power works through the combination of vertical drop (commonly called “head”) and water flow. The vertical drop creates pressure and the flow of water in a hydro system provides ongoing source energy. Pressurized flowing water is very dense and hydro-electric systems convert a very large percentage of the available energy into electricity making it the most effective method of energy conversion.

1. Представление команды «Sun»

У нас есть еще модель получения одного из возможных альтернативных источников электричества – это прибор, который преобразовывает энергию солнечного излучения в электрическую энергию.

Презентация модели солнечного генератора:

Энергию солнца мы самым примитивным образом давно используем как обогреватель некоторой емкости воды. Когда энергия солнечного излучения переходит в тепловую энергию. В масштабах современного потребления электрической энергии изобрели солнечные батареи. Это устройство, которое состоит из определенного набора солнечных элементов (фотоэлементов). Как же происходит преобразование солнечной энергии в электрическую? Панели большинства солнечных батарей состоят из кремния. Кремний второй по распространенности материал на Земле. Его называют ключом к современным технологиям. Этот химический элемент имеет хороший КПД по «переработке» поступающего на него солнечного света. Фотоэлектрические кремниевые ячейки принимают на себя солнечный свет и нагреваются. Тепловая энергия освобождает электроны внутри кремния При нагревании кремния кинетическая энергия частиц повышается, и наступает разрыв отдельных связей.

Взаимодействие электронных оболочек атомов приводит к тому, что валентные электроны соседних атомов становятся общими. Эти общие электроны образуют ковалентные связи. Некоторые электроны покидают свои места и становятся свободными, как электроны в металлах. В электрическом поле они перемещаются между узлами решетки и образуют электрический ток. Или как это видно на нашей модели электроны сразу тратятся потребителем. Нашу модель мы спаяли из кремниевых светодиодов. Для регистрации электрического тока использовали мультиметр.

(Слайд-фильм демонстрирует современные солнечные батареи)

Интеллектуальное задание №2

Предложенные факты рассортировать по их достоверности в два столбика. Учащиеся пишут номера утверждений в два столбика. Проверяем по номерам, а потом по содержанию.

1. Солнечная энергия неисчерпаема на миллионы лет. +

2. Нефтяная промышленность имеет бесконечные запасы потребления. -

3. Ядерная энергетика – экологически чистый источник энергии. -

4. Нефтяная промышленность – экологический источник энергии -

5. Самый энергоемкий источник энергии – это ядерная энергетика. +

6. Срок службы солнечной батареи бесконечен. -

7. Срок службы солнечной батареи около 25 лет. +

8. Высокий показатель выработки энергии у солнечных батарей зависит от их большой площади. +

9. Производительность солнечной батареи не зависит от погодных условий. -

10. Ядерный реактор уступает солнечной батарее в вопросах экологии и

простоты эксплуатации. +

Task 2

Put the facts into two columns “True” or “False”

1. Solar energy is inexhaustible million years.

2. Oil industry has endless resources of its consumption.

3. Nuclear energetics is an ecological clean source of energy.

4. Oil industry is an ecological source of energy.

5. The most energy-intensive source of energy is nuclear energetics.

6. A solar battery works endlessly.

7. A solar battery works about 25 years.

8. The high level of energy production of solar batteries depends on their large square.

9. Solar battery throughput |ˈθruːpʊt| doesn’t depend on weather conditions.

10. A nuclear reactor is worse than a solar battery for its using and ecology protection.

Key:

1. Представление команды «Wind»

У нас есть еще модель получения одного из возможных альтернативных источников электричества – это прибор, который преобразовывает энергию ветрового потока в электрическую энергию.

Презентация модели ветрового генератора:

Ветровая энергетика на сегодняшний день официально обогнала атомную энергетику по доступности. Развиваются и растут Ветровые фермы, и Ветровые парки, которые занимают очень большую площадь. В масштабах государств они позволяют даже оказаться от импорта электроэнергии. Трудно представить себе, что когда-то в атмосфере прекратиться движение воздушных масс. Ветер, приливы и морские течения будут существовать всегда. Современные ветровые турбины – устойчивые и долговечные машины. Они очень эффективно преобразуют энергию ветра в электричество. Для выбора местности с достаточными ресурсами можно воспользоваться ветровым атласом. Чаще сильные ветра наблюдаются в прибрежных и возвышенных регионах. Скорость ветра возрастает с увеличением высоты. Объектами для строительства ветрогенераторов могут служить места без большого скопления деревьев и зданий. Они являются барьерами снижения скорости ветра.

Принцип действия ветряка основан на явлении электромагнитной индукции.

Во первых: Индуцирование электрического тока в замкнутом проводнике происходит только тогда, когда магнитный поток, пронизывающий замкнутый контур, меняется. Этого мы добиваемся поворотом обмотки множества витков в постоянном магнитном поле.

Во вторых: Величина индуцированного тока зависит от скорости изменения магнитного потока. А этого мы добиваемся быстротой вращения подвижной части генератора. (Смотри схему электрогенератора. Где ротор и где статор. Схему выводим на экран)

Итак, в нашей демонстрации мы смоделировали явление превращения энергии воздушного потока в энергию вращения колеса и затем в электрическую энергию.

(Слайд-фильм демонстрирует современные сооружения ветро-генераторов)

Интеллектуальное задание № 3

Каждая группа учащихся получает разный текст с описанием погодных условий, где построен экодом. Прочитав текст, учащиеся предлагают свои варианты эксплуатации источников энергии для обеспечения основных энергопотребителей экодома.

По содержанию текста учащиеся выбирают соответствующий природный фон формата А3. Элементы «конструктора» учащиеся прикрепляют на этот фон и готовятся презентовать и обосновывать свой выбор. Набор элементов «конструктора» для всех групп одинаковый, что дает возможность анализировать и исключать неподходящие варианты. Наряду с выбором источника энергии учащиеся составляют логическую цепочку, в которой последовательно указывают превращения одного вида энергии в другие.

Природные условия в текстах подбираются так, чтобы обязательно исключить один или несколько источников энергии как нерентабельный или с низкой производительностью. Природный фон учащиеся тоже выбирают исходя из описания природных условий в предложенном им тексте.

Задание: Прочитайте внимательно текст. По смыслу и содержанию выберите соответствующий фон для выполнения дальнейшей части задания. Исходя из описания местности и природных условий, подберите, какие из предложенных альтернативных источников энергии наиболее рационально использовать. Работу выполните в виде аппликации. Устно пояснить насколько рентабельным окажется ваш выбор для потребителей.

• Read the text.

• Choose the background according to the context for the next step.

• So the way, choose and glue the appropriate rentable alternative sources for your surroundings and nature conditions.

• Make up two sentences with arguments.

• Prepare 1 question for another work during a presentation.

Текст 1 (Домик у горной реки) Вблизи нашего домика в огромном пространстве долины в прохладной и влажной свежести тумана извивалась река. Мощная и сильная. Вообще все вокруг производило впечатление важного и величественного. Преобладающий рельеф местности был горный. Обильные заросли плотно покрывали горный массив.

Text 1: (The house at the mountain river). Near our house the powerful and forceful river flows in cool and wet freshness of fog on the enormous area of a plain. Generally, all surroundings seem great and majestic. The landscape is predominantly highlands. Hard bushes covered mountains.

Текст 2 (Домик на северном полюсе) Это самое загадочное, непознанное место на всей планете. Оно переплело в себе романтику, интригу и героизм. Красивое и умиротворенное место. Ледники глубоко погрязшие в воде, айсберги, отливающие всеми оттенками голубизны, длинными грядами нагроможденные торосы. Это неповторимый пейзаж, от которого захватывает дух сорокоградусным морозом.

Text 2: (The house on the North Pole). It is the most mysterious and undiscovered place in the world. Here romance, intrigue and heroism live altogether. It is a beautiful and peaceful place. There are glaciers drowned in water, icebergs playing with all blue shades, charged ice-drifts in the long rows. Indescribable view and 40^oC degrees below zero (on Celsius) capture our spirit.

Текст 3 (Домик у моря) Наша улица прямая и широкая. Летом здесь много зелени, ведь на один бок пришлась лесополоса со склона, превращенная в уютную аллею. Край улицы выходит в море. Улица очень длинная и красиво замощена каменной плиткой. Она как будто уходит вниз в море. Из окон верхних этажей открывается замечательный пейзаж – необъятная синяя ширь.

Text 3: (The house at the seaside). Our street is straight and wide. In summer there are a lot of green plants because on one hand there is a forest line with a comfortable alley going from the hill. The street is very long and has been covered by beautiful stony bars. The end of the street goes to the sea. Wonderful scenery with vast dark blue breadth (ширь) can be seen out of the windows of high buildings.

1. Заключение:

• Подсчет протонов за виды работ.

Подводим общий итог нашей экскурсии.

Самая яркая лампа у павильона: __________

Далее по яркости павильон: _____

И следующая ____.

Мы знаем, что для совершения работы необходимо затратить энергию. И по результатам ваших энергетических затрат мы видим наглядно яркость знаний и умений.

• Формулировка выводов.

Работа в группах

- Для завершения нашего мероприятия мы с вами должны сформулировать выводы. У вас на столе лист, разделенный на три части. Вы пишете сначала только в одной части.

Хочу напомнить вам, с чего сегодня все начиналось: мы объявляли о нашем интегрированном занятии физики и английского языка. Подведите итог всего, о чем мы говорили, как мы работали.

(По окончании 1 минуты)

- Ребята, теперь обменяемся листами и анализируем то, что вы прочитали. Вы можете дополнить, исправить, или написать что-то другое. Каждая команда пишет только цветной ручкой (цвет разный для разных команд).

Давайте сравним с выводами, которые подразумевались в соответствии с задачами и целями мероприятия.

1. Повторили темы по предмету физика: явление электромагнитной индукции и законы превращения энергии.

2. При создании физических моделей развивали экспериментальные умения и навыки

3. Интегрировали научные знания по предметам: физика и английский.

4. Развивали личные качества: целеустремленность, активность, умение работать в группах.

Учащиеся сравнивают свои выводы и комментируют на русском или английском языках.

1. Reflexion:

The class is over. Thank you for your work everybody.

I’d like to ask you to fill in the reflexive cards where you can express your impression and wishes about our work. You should complete the sentences in English or Russian.

На этом мы заканчиваем наше мероприятие. Я хочу поблагодарить всех ребят за активную и плодотворную работу.

Для подведения итогов мы предлагаем заполнить рефлексивные карточки, в которых вы можете оставить свои эмоции по содержанию и по результатам нашей совместной работы.