Конспект урока по физике по теме "Альтернативные источники энергии"

Цель урока:

образовательные: формирование общих понятий о электрической энергии, проверить существование источника электрического тока в овощах и фруктах через изготовление самодельной батарейки;

развивающие: совершенствование практического применения знаний и развитие интереса к предмету физики к физическим явлениям;

воспитательные: воспитание сознательного отношения к учебе.

Задачи:

Изучить материал про альтернативные источники энергии;

Сконструировать самодельный источник тока;

Экспериментально проверить наличие электрического тока в овощах и фруктах, для того чтобы загорелась лампочка;

Сделать экономически обоснованный расчет.

Межпредметные связи: математика, химия

Оборудование: компьютер, видеопроектор, экран, амперметры, медная проволока, оцинкованные пластины, соединительные провода, светодиоды, линейки.

Ход урока.

I этап – Организационный. (2 мин).

Приветствие обучающихся.

Доклад дежурного.

II этап урока – Актуализация и мотивация. (3 мин)

Обмен рукопожатиями.

III этап урока - Изучение нового материала. (35 мин. )

Преподаватель сообщает тему урока. Учащиеся записывают в тетрадь тему урока.

Энергия была и остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможность создавать различные материалы, является одним из главных факторов при разработке новых технологий. Все активнее обсуждаются вопросы использования новых нетрадиционных, альтернативных видов энергии.

По оценкам специалистов, мировые ресурсы угля составляют 15 триллионов тонн, нефти - 300 миллиардов тонн, газа - 220 триллионов кубометров. Почему же наблюдается тенденция к освоению альтернативных видов энергии, при таких, казалось бы, внушительных цифрах, при том, что в последние годы в шельфовых зонах морей открыты огромные запасы нефти и газа.

Есть несколько ответов на этот вопрос. Во-первых, непрерывный рост промышленности, как основного потребителя энергетической отрасли. Существует точка зрения, что при нынешней ситуации запасов угля хватит примерно на 270 лет, нефти на 35-40 лет, газа на 50 лет. Во-вторых, необходимость значительных финансовых затрат на разведку новых месторождений, так как часто эти работы связаны с организацией глубокого бурения и другими сложными и наукоемкими технологиями. И, в третьих, экологические проблемы, связанные с добычей энергетических ресурсов. Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников энергии является проблема глобального потепления.

В настоящее время выдвигаются множество различных идей и предложений по использованию всевозможных возобновляемых видов энергии. Разработка некоторых проектов еще только начинается. Так, существуют предложения по использованию энергии разложения атомных частиц, искусственных смерчей и даже энергии молнии.

Но существуют и “традиционные” виды альтернативной энергии. Это энергия Солнца и ветра, энергия морских волн, приливов и отливов, геотермальная, энергия рек.

Обучающиеся выступают с докладами по видам альтернативных источников энергии (Приложение 1). Остальные студенты записывают краткий конспект по докладам в тетрадь.

IV этап урока – Закрепление ранее полученных знаний (5 мин).

Устный опрос:

1. Какие источники энергии называются неисчерпаемыми?

2. Что такое альтернативный источник энергии?

3. Назовите традиционные альтернативные источники энергии?

4. На чем основано получение геотермальной энергии?

5. Какой из основных альтернативных источников энергии самый мощный?

6. Как расшифровывается ПЭС, ГЭС, ТЭС?

7. Какая страна дальше остальных продвинулась в использовании геотермальных ресурсов?

8. До какого значения возросла суммарная мощность солнечных батарей?

9. От чего зависит энергия приливов и отливов?

10. Основной плюс использования энергии рек?

V этап урока – Исследование (35 мин)

Получение альтернативного источника энергии – фруктово-овощной батарейки

Послушайте — и вы забудете,

посмотрите — и вы запомните,

сделайте — и вы поймете.

Конфуций

Цели исследования:

Выяснить, действительно ли фрукты и овощи могут служить источником электрической энергии;

Возможно ли из овощей, фруктов и подручных материалов изготовить электрическую батарейку?

Задачи исследования:

Узнать, как устроена обычная батарейка;

Собрать батарейку из разных овощей и фруктов;

Измерить полученный ток;

Увидеть работу полученного тока наглядно на электрической лампе.

Вспомни!

Что такое электричество?

Где применяют электричество?

Как переводится электричество на древнегреческий?

Назовите основные характеристики электричества?

В чем измеряется сила тока, электрическое сопротивление, напряжение?

А что же такое электричество?

Электричество – это одна из форм энергии, передающаяся по проводам. Когда электричество бежит по проводам, оно называется электрическим током. Электричество точно также течет по проводам, как и вода течет в реке.

Электричество используются для производства тепла, света, звуков и движения – оно может заставить работать все виды машин.

Слово «электричество» произошло от греческого слова «электрон», в переводе с греческого - «янтарь». Еще в 600 году до н. э. греки знали, что если потереть янтарь, то он способен притягивать к себе маленькие кусочки пробки и бумаги.

Батарейка – это удобное хранилище электричества, которое может быть использовано для обеспечения энергией переносных устройств. Некоторые батарейки предназначены для одноразового использования, другие можно перезаряжать. Как работает такая батарейка?

Батарейки бывают разнообразной формы и размеров. Некоторые – маленькие, как таблетка. Некоторые – величиной с холодильник. Но все они работают по одному принципу. В них создается электрический заряд в результате реакции между двумя химическими веществами, в ходе которой электроны передаются от одного из них другому.

Цинк – отрицательный полюс. А медь – положительный полюс. Когда в цепи есть светодиод, то электрический ток вызывает его свечение.

Между прочим изобретенная 200 лет назад самая первая батарейка работала именно на основе фруктового сока.

Алессандро Вольта в 1800 году сделал открытие, собрав нехитрое устройство из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком.

Алессандро Вольта выявил, что между пластинами возникает разность потенциала. Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения.

Фруктовый сок по своему составу представляет собой слабую кислоту, поэтому если вставить во фрукт 2 электрода: один медный другой цинковый, то между электродами потечет слабый ток, достаточный для питания светодиода. Но давайте проверять лично – правда это или нет.

Полную информацию смотрите в файле. 

КГКП «Федоровский сельскохозяйственный колледж»

Управления образования акимата Костанайской области

Подготовила: Баймухамедова Жанар Уразбаевна, преподаватель физики и астрономии

Открытый урок по физике

Тема урока «Альтернативные источники энергии»

Тип урока: изучение новой темы (урок-исследование) и обобщение ранее полученных знаний.

Цель урока:

образовательные: формирование общих понятий о электрической энергии, проверить существование источника электрического тока в овощах и фруктах через изготовление самодельной батарейки;

развивающие: совершенствование практического применения знаний и развитие интереса к предмету физики к физическим явлениям;

воспитательные: воспитание сознательного отношения к учебе.

Задачи:

1. Изучить материал про альтернативные источники энергии;

2. Сконструировать самодельный источник тока;

3. Экспериментально проверить наличие электрического тока в овощах и фруктах, для того чтобы загорелась лампочка;

4. Сделать экономически обоснованный расчет.

Межпредметные связи: математика, химия

Оборудование: компьютер, видеопроектор, экран, амперметры, медная проволока, оцинкованные пластины, соединительные провода, светодиоды, линейки.

Ход урока.

I этап – Организационный. (2 мин).

• Приветствие обучающихся.

• Доклад дежурного.

II этап урока – Актуализация и мотивация. (3 мин)

• Обмен рукопожатиями.

III этап урока - Изучение нового материала. (35 мин.)

Преподаватель сообщает тему урока. Учащиеся записывают в тетрадь тему урока.

Энергия была и остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможность создавать различные материалы, является одним из главных факторов при разработке новых технологий. Все активнее обсуждаются вопросы использования новых нетрадиционных, альтернативных видов энергии.

По оценкам специалистов, мировые ресурсы угля составляют 15 триллионов тонн, нефти - 300 миллиардов тонн, газа - 220 триллионов кубометров. Почему же наблюдается тенденция к освоению альтернативных видов энергии, при таких, казалось бы, внушительных цифрах, при том, что в последние годы в шельфовых зонах морей открыты огромные запасы нефти и газа.

Есть несколько ответов на этот вопрос. Во-первых, непрерывный рост промышленности, как основного потребителя энергетической отрасли. Существует точка зрения, что при нынешней ситуации запасов угля хватит примерно на 270 лет, нефти на 35-40 лет, газа на 50 лет. Во-вторых, необходимость значительных финансовых затрат на разведку новых месторождений, так как часто эти работы связаны с организацией глубокого бурения и другими сложными и наукоемкими технологиями. И, в третьих, экологические проблемы, связанные с добычей энергетических ресурсов. Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников энергии является проблема глобального потепления.

В настоящее время выдвигаются множество различных идей и предложений по использованию всевозможных возобновляемых видов энергии. Разработка некоторых проектов еще только начинается. Так, существуют предложения по использованию энергии разложения атомных частиц, искусственных смерчей и даже энергии молнии.

Но существуют и “традиционные” виды альтернативной энергии. Это энергия Солнца и ветра, энергия морских волн, приливов и отливов, геотермальная, энергия рек.

Обучающиеся выступают с докладами по видам альтернативных источников энергии (Приложение 1). Остальные студенты записывают краткий конспект по докладам в тетрадь.

IV этап урока – Закрепление ранее полученных знаний (5 мин).

Устный опрос:

1. Какие источники энергии называются неисчерпаемыми?

2. Что такое альтернативный источник энергии?

3. Назовите традиционные альтернативные источники энергии?

4. На чем основано получение геотермальной энергии?

5. Какой из основных альтернативных источников энергии самый мощный?

6. Как расшифровывается ПЭС, ГЭС, ТЭС?

7. Какая страна дальше остальных продвинулась в использовании геотермальных ресурсов?

8. До какого значения возросла суммарная мощность солнечных батарей?

9. От чего зависит энергия приливов и отливов?

10. Основной плюс использования энергии рек?

V этап урока – Исследование (35 мин)

Получение альтернативного источника энергии – фруктово-овощной батарейки

Послушайте — и вы забудете,

посмотрите — и вы запомните,

сделайте — и вы поймете.

Конфуций

Цели исследования:

• Выяснить, действительно ли фрукты и овощи могут служить источником электрической энергии;

• Возможно ли из овощей, фруктов и подручных материалов изготовить электрическую батарейку?

Задачи исследования:

• Узнать, как устроена обычная батарейка;

• Собрать батарейку из разных овощей и фруктов;

• Измерить полученный ток;

• Увидеть работу полученного тока наглядно на электрической лампе.

Вспомни!

• Что такое электричество?

• Где применяют электричество?

• Как переводится электричество на древнегреческий?

• Назовите основные характеристики электричества?

• В чем измеряется сила тока, электрическое сопротивление, напряжение?

А что же такое электричество?

Электричество – это одна из форм энергии, передающаяся по проводам. Когда электричество бежит по проводам, оно называется электрическим током. Электричество точно также течет по проводам, как и вода течет в реке.

Электричество используются для производства тепла, света, звуков и движения – оно может заставить работать все виды машин.

Слово «электричество» произошло от греческого слова «электрон», в переводе с греческого - «янтарь». Еще в 600 году до н.э. греки знали, что если потереть янтарь, то он способен притягивать к себе маленькие кусочки пробки и бумаги.

Батарейка – это удобное хранилище электричества, которое может быть использовано для обеспечения энергией переносных устройств. Некоторые батарейки предназначены для одноразового использования, другие можно перезаряжать. Как работает такая батарейка?

Батарейки бывают разнообразной формы и размеров. Некоторые – маленькие, как таблетка. Некоторые – величиной с холодильник. Но все они работают по одному принципу. В них создается электрический заряд в результате реакции между двумя химическими веществами, в ходе которой электроны передаются от одного из них другому.

Цинк – отрицательный полюс. А медь – положительный полюс. Когда в цепи есть светодиод, то электрический ток вызывает его свечение.

Между прочим  изобретенная 200 лет назад самая первая батарейка работала  именно на основе фруктового сока. 

Алессандро Вольта в 1800 году сделал открытие, собрав нехитрое устройство из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком.

Алессандро Вольта выявил, что между пластинами возникает разность потенциала. Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения.

Фруктовый сок по своему составу представляет собой слабую кислоту, поэтому если вставить во фрукт 2 электрода: один медный другой цинковый, то между электродами потечет слабый ток, достаточный для питания светодиода. Но давайте проверять лично – правда это или нет.

Материалы:

• 1. Овощи и фрукты;

• 2. Отрезки медной проволоки;

• 3. Оцинкованные пластины;

• 4. Соединительные проводники;

• 5. Амперметр;

• 6. Светодиод.

Этап 1 Измерение силы тока на овощах и фруктах.

Последовательность исследования:

1. Вставить в овощ (фрукт) цинковую пластину и медную проволоку.

2. Подсоединить проводами амперметр.

3. Записать значение тока в овоще (фрукте).

4. Проделать данный опыт со вторым фруктом (овощем).

Занести данные в общую таблицу. Сравнить результаты. Какой из овощей (фруктов) дает наибольший ток?

Этап 2. Исследовать работу фруктово-овощной батарейки на светодиоде.

Последовательность:

1. Вставить в овощ (фрукт) цинковую пластину и медную проволоку.

2. Подсоединить к овощу (фрукту) светодиод последовательно.

3. Подсоединить проводами амперметр.

4. Проследить за светодиодом, если она не горит, то значит электрического тока не достаточно.

5. Последовательно подсоединить еще три овоща (фрукта), добавляя в цепь по одному телу.

6. Проследить за свечением светодиода.

Научное обоснование проведенных опытов: В этой самодельной батарейке оцинкованная пластина действует как отрицательный электрод, а медная пластина - как положительный. Сок является электролитом, его положительно заряженные ионы водорода взаимодействую с цинком.

Главное, нам стало понятно, что чем больше мы включаем в цепь последовательно элементов, тем больше получается сила тока. Но не следует забывать, что мощность нашей батарейки зависит не только от количества овощей и фруктов, но и от их свежести. На просторах Интернета есть легенда, что одному человеку пришло в голову взять 500 фунтов (226,8 кг) картофеля для выработки электричества, которого хватило, чтобы питать аудиосистему. Даже его соседям было слышно музыку! Нам же удалось добиться получить самое большее - 5,24 вольта от 6 разных овощей и фруктов.

Таким образом, наша гипотеза подтвердилась. Представленная нами модель служит прямым доказательством того, что фрукты и овощи обладают электрическими свойствами и могут служить простейшим источником электрического тока. Для свечения светодиода нам понадобилось 4 овоща, но этой мощности не хватает, чтобы включить обычную электрическую лампу. Доя того чтобы получить необходимую мощность при свечении лампы необходимо использовать 400 последовательно соединенных картофелин.

Об использовании фруктов и овощей для получения электричества.

Недавно израильские ученые изобрели новый источник экологически чистого электричества. В качестве источника энергии необычной батарейки исследователи предложили использовать вареный картофель, так как мощность устройства в этом случае по сравнению с сырым картофелем увеличится в 10 раз. Такие необычные батареи способны работать несколько дней и даже недель, а вырабатываемое ими электричество в 5-50 раз дешевле получаемого от традиционных батареек и, по меньшей мере, вшестеро экономичнее керосиновой лампы при использовании для освещения.

Индийские ученые решили использовать фрукты, овощи и отходы от них для питания несложной бытовой техники. Батарейки содержат внутри пасту из переработанных бананов, апельсиновых корок и других овощей или фруктов, в которой размещены электроды из цинка и меди. Новинка рассчитана, прежде всего, на жителей сельских районов, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки необычных батареек.

Но, кроме того, что фруктово-овощной батарейкой можно заряжать различные приборы, повара – студенты должны знать, что овощи и фрукты, которые мы едим, заряжают нас энергией.

VI этап урока – Закрепление полученных знаний (8 мин)

Подведение результатов исследования. Сравнительный анализ проделанной работы обучающимися.

VII этап урока – Домашнее задание (1 мин)

Повторить все темы с раздела «Электричество».

VIII этап урока – Рефлексия (1 мин)

Обучающимся на выбор предлагается поднять смайл, отражающий их работу на уроке.