Tài liệu Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống (vật lý 9) ) sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả ở nông thôn thực trạng và giải pháp

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ HÀ NỘI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN MỸ ĐỨC TRƯỜNG THCS ĐẠI HƯNG BÀI DỰ THI VẬN DỤNG KIẾN THỨC LIÊN MÔN ĐỂ GIẢI QUYẾT CÁC TÌNH HUỐNG THỰC TIỄN DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC - Đơn vị dự thi: Trường THCS Đại Hưng – huyện Mỹ Đức- TP Hà Nội - Điện thoại: 0485888224 - Email: thcsdaihung&myduc.edu.vn - Tên tình huống: SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ Ở NÔNG THÔN THỰC TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP - Môn học chính: Vật Lý - Các môn học tích hợp: Hóa Học, GDCD, Địa Lý - Thông tin về học sinh Họ và tên: Nguyễn Thanh Tâm Ngày sinh: 29/09/2000 Lớp: 9C Mỹ Đức 12/2014 1 1.Tên tình huống SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ Ở NÔNG THÔN THỰC TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP 2.Mục tiêu giải quyết tình huống Quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn ở nước ta ngày nay đã và đang trở thành một xu thế phát triển tất yếu. Tuy nhiên trong quá trình phát triển, tại nhiều khu vực nông thôn đang phải đôiú mặt với các tình trạng như: Sử dụng điện quá nhiều, nhu cầu sử dụng xăng dầu và than củi ngày càng tăng. Việc sử dụng năng lượng như vậy phải xây dựng nhiều nhà máy phát điện. Mặt khác việc sử dụng than củi gây ảnh hưởng không ít đến ô nhiễm môi trường tăng biến đổi khí hậu… Những vấn đề đó không chỉ còn là canhe báo mà đã trở thành một vấn đề nhức nhối cho cuộc sống của chúng ta. Vậy có cách nào để giải quyết bài toán hóc búa này? Là những học sinh đang ngồi trên ghế nhà trường, các em cần nhận thức được qua bài học về các môn như: Vật Lý, Hóa, Sinh, GDCD…và liên hệ với đời sống thực tế ngày nay đang gõ lên hồi chuông “báo động đỏ” về thực trạng trên ở các vung nông thôn nói chung và ở địa phương mình nói riêng. Mục tiêu đặt ra là các em cần có cái nhìn tổng quan về tình trạng sử dụng năng lượng không hợp lí, khắc phục để cùng nhau hành động vì ngôi nhà chung của trái đất. 3. Tổng quan về các nhiên cứu liên quan đến việc giải quyết tình huống. -Nghiên cứu môn Vật Lý : +Vật lý 8: Bài 22- Dẫn nhiệt Bài 23: Đối lưu- Bức xạ nhiệt +Vật lý 9:Bài 12:Công suất điện Bài 16: ĐL Jun-len-xơ Bài 19:Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện +Hóa học : Phản ứng đốt cháy +GDCD7: Bài 14: Bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên +Địa lý 9: Bài 17: Trung du miền núi Bắc Bộ Bài 28: Vùng kinh tế Tây Nguyên 4. Giải pháp giải quyết tình huống - Để sử dụng tiết kiệm và hiệu quả năng lượng, mỗi người nên hạn chế sử dụng các thiết bị tiêu thụ nhiều điện năng như: ti vi, tủ lạnh, điều hòa… để hạn chế đến mức thấp nhất việc sử dụng năng lượng. -Mặt khác các thiết bị sử dụng xăng dầu nên thay thế bằng nguyên liệu thân thiện với môi trường như xăng sinh học… -Tắt các thiết bị khi không sử dụng hay ra khỏi phòng. 2 -Ưu tiên mua các thiết bị tiết kiệm điện. Đặc biệt nên mua những thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời. -Sử dụng điện năng một cách hợp lý: +Làm mát tự nhiên (cách nhiệt tại cửa sổ và cửa chính, đặt cây xanh trong nhà, sử dụng ánh sáng tự nhiên) +Tối ưu hóa bóng điện và sử dụng đèn tiết kiệm điện: thay thế đèm sợi đốt bằng đèn compact, huỳnh quang… +Để điều hòa ở nhiệt độ thích hợp, nếu có thể hãy sử dụng quạt tha cho điều hòa. +Hạn chế sử dụng điện trong giờ cao điểm. -Mở ra cuộc thi tiết kiệm năng lượng và sử dụng tài nguyên để tuyên truyền, mở rộng, nâng cao hiểu biết của người dân về việc sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. * Là học sinh, ngoài việc học tập thật tốt, các em cũng cần tuyên truyền cho gia đình, bạn bè, cũng như những người xung quanh ý nghĩa của việc sử dụng tiết kiệm và hiệu quả năng lượng như tiết kiệm điện, hạn ché sử dụng khí đốt như gas….... 5.Thuyết minh giải quyết tình huống Nông thôn Việt Nam đang trong quá trình chuyển đổi và đang tiến gần hơn đến sự phát triển toàn diện, có văn hóa. Tuy nhiên, tình trạng sử dụng lãng phí và chưa hợp lí năng lượng đang hoành hành ở nhiều nơi, đặc biệt là sử dụng điện năng. Hiện nay vấn đề này không chỉ còn nhức nhối nơi đô thị mà đã len lỏi tới các vùng nông thôn. Vì vậy, vận dụng kiến thức liên môn đẻ giải quyết vấn đề sử dụng năng lượng là việc làm vô cùng cần thiết. Như chúng ta đã biết năng lượng là dạng vật chất có khả năng sinh công, bao gồm nguồn nguyên liệu sơ cấp: than, dầu, khí đốt và nguồn nguyên liệu thứ cấp là nhiệt năng, điện năng được sinh ra trong quá trình chuyển hóa năng lượng sơ cấp. Năng lượng có các dạng như: cơ năng, nội năng, điện năng, háo năng, năng lượng hạt nhân…năng lượng tái sinh và không tái sinh… Tiến trình lịch sử nhân loại đã thể rõ năng lượng là động lực của quá trình phát triển kinh tế và không ngừng nâng cao chất lượng cuộc sống, nhu cầu về năng lượng đã và đang tăng trưởng với tốc độ cao. Với tốc độ khai thác như hiện nay và còn 3 nhanh hơn, liệu Trái Đất có đủ tiềm năng để đảm bảo nhu cầu về năng lượng, môi trương sẽ thay đổi tới đâu? Ngày nay mọi quốc gia đều thừa nhận, để phát triển bền vững cần tuân thủ nguyên tắc phát triển hài hòa ba yếu tố; Kinh tế - năng lượng – môi trường. Do Việt Nam đang trong quá trình công nghiệp hóa nên nhun cầu về năng lượng ngày một tăng. Theo dự báo, nhu cầu năng lượng sơ cấp sẽ tăng 70 triệu tấn vào năm 2020, khối lượng khí do việc tiêu thụ năng lượng thải ra là 230 triệu tấn -2020. Như vậy, sự phát triển công nghiệp tiêu thụ năng lượng là một trong những tác nhân chủ yếu gây biến đổi khí hậu. Chính vì vậy, việc thực hiện các giải pháp tiết kiệm và sử dụng năng lượng có hiệu quả có ý nghĩa hết sức quan trọng mang tính toàn cầu. Nhận thưc rõ về tầm quan trọng của vấn đề này chúng ta cần đưa ra giải pháp. *Áp dụng kiến thức liên môn :GDCD -Tuyên truyền cho người dân ở khu nội trú có ý thức tiết kiệm năng lượng. Bởi vì tiết kiệm là thể hiện sự quý trọng kết quả lao động của bản thân và của người khác. -Phải biết tự giác sử dụng điện hợp lí vì tự giác là chủ động làm việc, không cần ai nhắc nhở giám sát. - Nếu sử dụng điện năng lãng phí thì nguồn điện sẽ thiếu trong mùa khô , thiếu điện cho sản xuất, ảnh hưởng đến phát triển kinh tế *Môn Địa lý: Để tạo ra điện cần nguồn nước(thủy điện), than đá(nhiệt điện) đây là những nguồn tài nguyên không tái sinh sau một thời gian sử dụng sẽ bị cạn kiệt. Các đợt xả nước ở các hồ chứa nước của các nhà máy thủy điện gây lũ lụt , nhập úng dân cư khu vực…gây ô nhiễm môi trường. *Môn Vật lý : Phần lớn lượng điện hiện tại được sản xuất bởi máy phát điện. Điện năng có thể được tạo ra từ các nguồn năng lượng sơ cấp khác nhau, nhưng chúng có chung cách hoạt động là cảm ứng điện từ. Trong pin, ắc quy điện năng tạo ra bởi các phản ứng hóa học … Để có điện đến từng hộ gia đình qua quá trình nghiên cứu và công sức của các nhà khoa học, kĩ sư, công nhân nên chúng ta phải sử dụng hợp lí. -Tình trạng sử dụng chưa hợp lí năng lượng đã đến mức “báo động đỏ” gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng : +Tài nguyên thiên nhiên, năng lượng cạn kiệt. 4 +Việc xây dựng nhiều nhà máy điện gây lũ lụt, hao phí ngân sách nà nước. +Khí cacbon ôxit (CO) được hình thành do sự đốt cháy không hoàn toàn các năng lượng: than, xăng, dầu, gỗ…Khí này đi vào cơ thể sẽ ảnh hưởng đến thần kinh, hệ hô hấp, não, tim …thậm chí còn có thể gây tử vong. C + O2 CO2 + CO2 O2 CO +Trong bài 19: Vật lý 9: Sử dụng an toàn tiết kiệm điện có bài toán cho thấy sử dụng đèn compact tiết kiệm hơn đèn dây tóc như sau: Đề bài: Một bóng đèn dây tóc giá 3500 đồng có công suất 75W, thời gian thắp sáng tối đa 1000 giờ . Một bóng đèn compact giá 60000 đồng công suất 15W, có độ thắp sáng bằng bóng đèn dây tóc nói trên , có thời gian thắp sáng tối đa 8000 giờ. + Tính điện năng sử dụng của mỗi loại bóng đèn trên trong 8000 giờ. + Tính toàn bộ chi phí( Tiền mua bóng và tiền điện phải trả) cho việc suer dụng mỗi loại bóng đèn này trong 8000 giờ, nếu trả 1kW.h là 1300 đồng. + Sử dụng loại bóng đèn nào có lợi hơn? vì sao? Bài làm + Điện năng sử dụng cho mỗi loại bóng trong 8000 giờ: . Bóng đèn dây tóc: A1 = P1.t = 0,075.8000 = 600kW.h = 2160.106(J) . Bóng đèn Compact: 5 A2= P2.t = 0,015.8000 = 120kW.h = 432.106(J) + Toàn bộ chi phí cho việc sử dụng mỗi bóng đèn trên trong 8000 giờ là: . Phải cần 8 bóng đèn dây tóc nên toàn bộ chi phí cho việc dùng bóng đèn này là: T1 = 8.3500 + 600.1300 = 808000(đ) . Chỉ cần dùng 1 bóng đèn Compact nên toàn bộ chi phí cho việc dùng bóng đèn này là: T2 = 60000 + 120.700 = 216000 (đ) +Dùng bóng đèn Compact có lợi hơn vì: . Giảm bớt 592000đ tiền chi phí cho 8000 giờ sử dụng. . Sử dụng công suất nhỏ hơn, dành công suất tiết kiệm cho nơi khác chưa có điện hoặc cho sản xuất. . Góp phần giảm bớt sự cố do quá tải về điện, nhất là vào giờ cao điểm + Cuộc sống con người phát triển, chiếc xe máy không còn quá xa lạ với người dân nông thôn, tạo điều kiện cho việc di chuyển dễ dàng hơn. Nhưng phương tiện này sử dụng quá nhiều nhiên liệu cùng với đó là thải ra hàng loạt khí độc chính vì vậy chúng ta có thể thay thế bằng xe đạp điện. 6 +Trong chương trình Vật lý lớp 9:Công thức tính điện năng như sau: A=P.t trong đó A: Điện năng P: Công suất t: Thời gian sử dụng Qua đó ta thấy nếu sử dụng thiết bị có công suất lớn, ra ngoài không tắt thiết bị thì điện năng sử dụng sẽ lớn đồng nghĩ với việc tiền điện tăng gây tốn kém. +Trong sinh hoạt chúng ta cũng sử dụng rất nhiều năng lượng: khí đốt, than trong khi sử dụng lại gây ô nhiễm môi trường. Vậy việc sử dụng bếp trấu là một giải pháp hữu hiệu để tiết kiệm năng lượng bảo vệ môi trường, phù hợp với điều kiện người dân, đặc biệt ở nông thôn. Em đã được nghe bố mẹ kể lại bếp trấu trước đây được sử dụng khá nhiều ở noiong thôn. Song bếp trấu trước dây đun rất khói, tốn nhiều nhiên liệu và chỉ có thể đun được bằng trấu. Chiếc bếp trấu ngày nay mà nhà em đang dùng được cải tiến khá nhiều nên có nhiều tinhsd năng vượt trội. Chiếc bếp trấu ngày nay sử dụng rất tiết kiệm năng lượng lại than thiện với môi trường. Khi đun không có khói ngọn lửa cháy xanh như bếp ga, một giờ đun hết khoảng 1 kg nguyên liệu. Hơn thế nguyên liệu lại rất rẻ và có sẵn ở quê hương em. Quê em là vùng mà nghề nông phát triển mạnh mẽ, hang năm các phế phẩm nông nghiệp còn rất nhiều: rơm, rạ, vỏ trấu, cây đậu…số lượng lên tới hàng trăm nghìn tấn thải ra môi trường gây ô nhiễm. Giờ đây, chúng đều là nguyên liệu chất đốt cho chiếc bếp trấu này. Việc phát triển nguyên liệu sạch, nguyên liệu tái tạo có ý nghiã đặc biệt quan trọng góp phần đảm an ninh năng lượng tạo điều kiện phát triển kinh tế. Chiếc bếp trấu nhà em đang sử dụng cũng đã góp một phần bé nhỏ vào việc sử dụng năng lượng tiết kiệm năng lượng thân thiện với môi trường. 7 +Theo thông tin truyền hình Việt Nam phát sóng VTV1 còn xuất hiện một loại bếp tương tự đó là bếp ga sinh học. Bếp ga sinh học tia hồng ngoại có tính năng: dễ vận hành, thao tác và đặc biệt là tận dụng các nguồn nguyên liệu: mùn cưa, vỏ trấu rác thải…Có thể thấy chiếc bếp ga sinh học sử dụng năng lượng tiết kiệm là một lựa chọn hữu ích của mỗi gia đình. +Ngoài ra, ở quê em, các gia đình đã tận dụng chất thải chăn nuôi đốt lên thành năng lượng: bioga. Đây là một việc làm giúp tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Có thể thấy việc sử dụng tiết kiệm năng lượng không phải chỉ là hạn chế sử dụng những nguồn năng lượng đã và đang sử dụng mà chúng ta phải tìm ra những nguồn nguyên liệu mới rẻ, có sẵn, phù với với điều kiện người dân từng vùng. Nếu làm được việc này thì bài toán về năng lượng được giải quyết triệt để. 6. Ý nghĩa của việc giải quyết tình huống Việc giải quyết tình huống sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng ở nông thôn có ý nghĩa quan trọng giúp giữ gìn nguồn năng lượng sẵn có, bảo vệ môi trường, chống biến đổi khí hậu… 8