Giáo án điện tử chuyên đề Vật lí 10 cánh diều Bài 2: Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

CHÀO MỪNG CẢ LỚP ĐẾN BÀI HỌC MỚI

KHỞI ĐỘNG

Tình huống

Dầu khí hiện đang là nguồn năng lượng chính để vận hành nền kinh tế. Theo số liệu trang Worldometers.info, ước tính năm 2016 Trái Đất chỉ còn dự trữ khoảng 1,65 nghìn tỉ thùng dầu (xấp xỉ 225 tỉ tấn dầu). Với mức độ tiêu thụ như hiện nay thì chỉ khoảng 50 năm nữa là nguồn nhiên liệu sẽ bị cạn kiệt. Mặc khác, đốt cháy nhiên liệu hoá thạch như dầu mỏ, khí tự nhiên sẽ sinh ra các chất độc hại và phát thải quá mức khí nhà kính làm Trái Đất nóng lên, gây ra biến đổi khí hậu trên quy mô toàn cầu.

KHỞI ĐỘNG

Tại sao chúng ta cần sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả?

SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ

BÀI 2

NỘI DUNG BÀI HỌC

I.

Nhu cầu sử dụng năng lượng

II.

Sử dụng nhiên liêu hóa thạch

III.

Sử dụng năng lượng hạt nhân

NỘI DUNG BÀI HỌC

IV.

Suy giảm tầng OZONE

V.

Biến đổi khí hậu

I.

Trong cuộc sống hàng ngày, những hoạt động nào cần sử dụng năng lượng?

Đọc mục I SGK trang 52 và trả lời các câu hỏi sau:

Sản xuất hàng hóa

Kinh doanh dịch vụ

Lí do nào dẫn đến nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng lớn?

Đọc mục I SGK trang 52 và trả lời các câu hỏi sau:

Dân số tăng

Mức sống cao

Nhu cầu sử dụng năng lượng của các nền kinh tế ngày càng lớn.

Hậu quả của việc khai thác sử dụng năng lượng không hợp lí:

Ô nhiễm môi trường

Những loại năng lượng nào sẽ bị cạn kiệt theo thời gian?

a. Năng lượng từ khí thiên nhiên

b. Năng lượng gió

c. Năng lượng từ dầu mỏ

d. Năng lượng từ than đá

Trả lời

Năng lượng từ khí thiên nhiên, năng lượng từ dầu mỏ, năng lượng từ than đá là những năng lượng sẽ dần bị cạn theo thời gian. Vì:

Đây là những nguồn năng lượng không tái tạo, chúng phải mất hàng triệu năm, thậm chí là trăm triệu năm mới có thể hình thành, khi con người khai thác bừa bãi, sử dụng quá nhiều thì nguồn năng lượng này sẽ cạn kiệt.

Năng lượng gió là nguồn năng lượng tái tạo, gần như vô hạn.

II.

Các nhiên liệu hoá thạch được hình thành từ đâu? Cho Ví dụ?

Trả lời

Nhiên liệu hoá thạch được hình thành nhờ sự phân huỷ xác động vật, thực vật và quá trình biến đổi của địa chất trong hàng triệu năm.

Than đá

Dầu mỏ

Khí tự nhiên

1

Than đá

Khi đốt cháy than đá, lượng nhiệt toả ra như thế nào?

Than đá cháy trong không khí toả ra nhiều nhiệt

Trước đây, than đá được dùng để làm gì?

Hiện nay, than đá được dùng để làm gì?

Than đá được dùng chủ yếu để đun nấu, sưởi ấm, vận hành động cơ hơi nước, đầu máy xe lửa.

Than đá được sử dụng làm nhiên liệu trong công nghiệp nhiệt điện, luyện kim, hoá chất.

Hoạt động khai thác và đốt than đá gây ra những ảnh hưởng gì đến môi trường?

Khai thác than đá tạo ra lượng lớn bụi than, nước thải chứa tro than, kim loại nặng gây ô nhiễm đất, nước.

Đốt than đá tạo ra các khí độc như SO2, CO, NO2,... và bụi mịn gây hại cho phổi, tim và hệ thần kinh của con người.

Sử dụng than đá có những ưu điểm và nhược điểm gì?

• Dễ khai thác, chế biến, trao đổi, mua bán và vận chuyển hơn so với dầu mỏ và khí tự nhiên.
• Công nghệ đốt than đơn giản, có thể phát triển ở quy mô công nghiệp lớn.
• Khai thác than tạo ra bụi than, nước thải chứa tro than, kim loại nặng gây ô nhiễm đất, nước.
• Đốt than thải ra SO₂, CO, NO₂,... và bụi mịn gây hại cho phổi, tim, hệ thần kinh con người.

Trong những ngày trời lạnh, sưởi bằng bếp than trong phòng kín có nguy cơ gây ngạt thở, thậm chí tử vong. Em hãy tìm hiểu nguyên nhân tại sao?

Trả lời

Khi đốt than, chúng ta có nguy cơ bị ngộ độc khí CO, CO2, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của con người nhất là người già, phụ nữ và trẻ em. Khí CO, CO2 toả ra từ bếp than chiếm trọn không gian phòng kín, rút hết khí oxy, khiến chúng ta không có khí oxy để thở, dẫn đến tử vong. Khí CO hít phải sẽ nhanh chóng ngấm vào máu và lấy đi lượng oxy mà máu cung cấp cho cơ thể, dẫn đến đau đầu, chóng mặt, hoa mắt, cơ thể yếu ớt, buồn nôn, đau ngực,… Nếu hít phải lượng lớn có thể bất tỉnh, tử vong nhanh.

2

Dầu mỏ

Dầu mỏ mới được khai thác gọi là dầu thô

Dầu mỏ mới được khai thác được gọi là gì?

Em có biết

Xăng, dầu đều là các chất lỏng, dễ bắt cháy. Cần sử dụng các phương tiện, thiết bị chuyên dụng (hình 2.4) để lưu trữ, vận chuyển xăng, dầu nhằm cách li khỏi các nguồn nhiệt.

Sử dụng dầu mỏ có những ưu điểm và nhược điểm gì?

+ Chế tạo ra nhiều nhiên liệu: Khí hoá lỏng, xăng dầu, các sản phẩm hoá dầu như dung môi, phân bón hoá học, chất dẻo, thuốc trừ sâu,...

+ Cung cấp năng lượng cho hầu hết các phương tiện giao thông: xe máy, ô tô, tàu hoả,...

+ Hầu hết các phương tiện giao thông vận tải sử dụng xăng, dầu, phát thải khí độc hại như carbon monoxide, hydrocarbon, nitrogen oxide và bụi mịn.

+ Chế biến dầu có thể gây ô nhiễm dầu, phát tán kim loại nặng, trong đó có cả chất phóng xạ.

+ Thăm dò ngoài khơi và khai thác dầu làm xáo trộn môi trường biển. Những sự cố tràn dầu đã làm hư hại nghiêm trọng hệ sinh thái tự nhiên.

Trả lời

Khai thác dầu khí gây nhiều tác động tiêu cực đến môi trường, như thải ra các hóa chất khó phân hủy trong quá trình lọc dầu, làm ô nhiễm biển do sự cố tràn dầu. Lượng chất đốt phun ra với áp suất cao có thể làm nóng khu vực khai thác, trong khi quá trình đốt dầu thải nhiều CO2, góp phần vào hiện tượng nóng lên toàn cầu.

Nhắc lại nguyên tắc hoạt động của nhà máy thủy điện. Theo em, thủy điện có tạo ra khí làm tăng hiệu ứng nhà kính không? Tại sao?

Trả lời

Nguyên tắc hoạt động của nhà máy thủy điện:

Giai đoạn 1

Dòng nước áp lực lớn chảy qua các ống dẫn nước lớn bằng thép tạo ra các cột nước khổng lồ đi vào bên trong nhà máy.

Giai đoạn 2

Dòng nước áp lực lớn làm quay tuabin của máy phát điện, năng lượng cơ học được chuyển hóa thành điện năng.

Giai đoạn 3

Dòng điện được tạo ra đi qua máy biến áp để tạo ra dòng điện cao áp.

Giai đoạn 4

Dòng điện cao áp sẽ được kết nối vào mạng lưới phân phối điện và truyền đến nơi tiêu thụ.

Thủy điện có tạo ra khí làm tăng hiệu ứng nhà kính vì: Xác động vật và thực vật khi chìm xuống lòng hồ của đập thủy điện trong thời gian dài sẽ phân hủy trong môi trường yếm khí sinh ra một lượng lớn khí CH4 và CO2 làm tăng phát thải khí nhà kính.

Trình bày tác hại của việc xây dựng đập thủy điện đến diện tích cây xanh.

Trả lời

Tác hại của việc xây dựng đập thủy điện đến diện tích cây xanh:

• Quá trình xây đập thủy điện xâm chiếm diện tích rừng, làm giảm diện tích cây xanh.
• Vùng hạ lưu lũ lụt vào mùa mưa, thiếu nước vào mùa khô do việc xả nước và tích nước của đập thủy điện ảnh hưởng đến thảm thực vật xung quanh.
• Xây đập thủy điện làm thay đổi dòng chảy của sông ngòi, hủy hoại cảnh quan môi trường tự nhiên.

Quan sát Hình 9.16 và hãy phân tích xem vùng nào có tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời ở Việt Nam nhất.

Trả lời

Ở các tỉnh miền Trung và miền Nam có tiềm năng lớn phát triển năng lượng mặt trời.

Em hãy nhận xét về tác động của việc phát triển nhà máy điện mặt trời đối với nền kinh tế nước ta.

Trả lời

Điện mặt trời là nguồn năng lượng vô tận với tiềm năng kinh tế cao nếu được khai thác hiệu quả. Tuy nhiên, nhược điểm của công nghệ này là chi phí sản xuất cao, tuổi thọ tấm pin chỉ từ 15–20 năm, và vấn đề xử lý rác thải sau sử dụng vẫn chưa được giải quyết triệt để.

Em hãy tìm hiểu tại sao việc xây dựng các nhà máy điện gió làm suy giảm sự đa dạng sinh học.

Trả lời

Việc xây dựng các nhà máy điện gió làm suy giảm đa dạng sinh học vì: tuabin gió quay làm luồng không khí trong khu vực bị nhiễu động mạnh làm thay đổi hệ sinh thái biển.

So sánh vai trò của năng lượng sinh khối và năng lượng mặt trời, năng lượng gió trong việc phát triển bền vững kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường.

Trả lời

Năng lượng sinh khối tận dụng phế phẩm nông nghiệp và rác thải, giúp giảm lãng phí tài nguyên. Tuy nhiên, nó tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm do khí thải và có thể gây áp lực lên rừng, ảnh hưởng đến thảm thực vật. So với năng lượng mặt trời và gió, năng lượng sinh khối có nhiều hạn chế hơn về phát triển bền vững kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường.

LUYỆN TẬP

Luyện tập 1

--------------- Còn tiếp ---------------