Konspekt fizyk energia

Konspekt lekcji fizyki – kl. 2 ZSZ
Temat: Praca i moc prądu elektrycznego
Cele operacyjne:
Uczeń:
- ma świadomość kosztów finansowych i ekologicznych zużycia energii elektrycznej
- zna różne sposoby oszczędzania energii elektrycznej
- wykorzystuje wiedzę fizyczną i matematyczną do rozwiązywania problemów
- potrafi zastosować wzór na pracę i moc prądu elektrycznego, zna jednostki pracy i mocy
- odczytuje z licznika energii elektrycznej ilość zużywanej energii elektrycznej
- potrafi zebrać informacje potrzebne do tematu korzystając z różnych źródeł
- umie zgromadzić materiał do pracy na lekcji
- współpracuje z zespołem, zdaje sobie sprawę ze wspólnej odpowiedzialności za sukcesy i porażki zespołu, widzi
konieczność wzajemnej pomocy
- potrafi postępować zgodnie z instrukcją
- wyciąga wnioski z przeprowadzonego rozumowania różnych grup
- dostrzega dalekosiężne skutki swoich zachowań
Metody i formy pracy: problemowa, laboratoryjna, praca w grupach wg instrukcji i z przygotowanymi wcześniej
materiałami
Środki dydaktyczne : arkusze papieru, mazaki,
Prace wstępne - wykonane odpowiednio wcześniej przed terminem zajęć
Podział klasy na pięć grup
Przydział zadań:
gr. I: Liczy wszystkie żarówki na korytarzach szkoły, sprawdza ich moc
gr. II: Liczy żarówki we wszystkich klasach, poznaje ich moc
gr. III: Przeprowadza sondaż wśród uczniów klasy na temat : Ile godzin uczą się w domu z wykorzystaniem
oświetlenia. Uśrednia wyniki. Poznaje cenę żarówki tradycyjnej i energooszczędnej
gr. IV: Z instrukcji obsługi dwóch typów lodówek (tradycyjnej i energooszczędnej) odczytuje moc i zużycie energii
gr. V: Sposoby oszczędzania energii na co dzień
Wszyscy uczniowie : Jaka jest aktualna cena 1 kWh energii elektrycznej?
Przebieg lekcji:
Część wstępna
1. Sprawy organizacyjne
2. Powtórzenie wiadomości:
- prąd elektryczny i warunki płynięcia prądu
- skutki przepływu prądu
Część zasadnicza
Omówienie zagadnień:
- praca prądu elektrycznego - od czego zależy, jak ją obliczyć (wzór), jednostki
- licznik energii elektrycznej
- moc urządzeń
- dane znamionowe
Postawienie problemu: Ile kosztuje energia elektryczna, która nie musi być zużywana ? Jak oszczędzać energię
elektryczną ?
Praca w grupach wg instrukcji
I Obliczanie kosztów oświetlenia korytarzy w czasie lekcji
II Obliczanie kosztów oświetlenia klas w czasie przerw
III Obliczanie kosztów oświetlenia w czasie nauki w domu przy biurku z żarówką tradycyjną i energooszczędną
IV Obliczanie kosztów eksploatacji lodówki zwykłej i energooszczędnej
V Sposoby oszczędzania energii na co dzień (przygotowanie kilku haseł i przedstawienie ich w formie rebusów,
zagadek, pokazów itp.)
Uczniowie pracują w grupach, przedstawiają całej klasie swoje wyniki (cztery grupy)
Dyskusja:
- czy to są duże kwoty (rozszerzyć problem na wszystkie szkoły i mieszkania w kraju)
- czy warto o tym mówić
- czy możemy coś zrobić (wnioski każdej grupy, później "rady" gr. V w formie rebusów i zagadek).
Przeniesienie problemu ze sfery materialnej w ekologiczną (przedstawienie foliogramu z informacjami na temat
wydajności węgla, sprawności elektrociepłowni, ilości otrzymywanych zanieczyszczeń )
Dalsza część pracy w grupach (uczniowie obliczają ilość zużytego węgla i powstałych zanieczyszczeń wg instrukcji)
Przedstawienie wyników, podsumowanie i wyciągnięcie wniosków.
Zadanie domowe: Zaobserwuj, ile w ciągu tygodnia w Twoim mieszkaniu niepotrzebnie zużywa się energii
elektrycznej. Spróbuj policzyć, ile ona kosztuje, ile zużyto węgla do jej produkcji i ile "wyprodukowano"
zanieczyszczeń.
Instrukcje do pierwszej części zajęć (związanej z kosztami energii elektrycznej)
GRUPA I
KOSZT OŚWIETLENIA KORYTARZY W CZASIE PRZERW
1.Oblicz moc wszystkich żarówek na korytarzach
moc = ilość żarówek* moc żarówki
2. Wyraź ją w kW
3. Oblicz w godzinach czas 10 lekcji (450 min. zamienić na godziny)
4.Oblicz ilość zużytej energii (w kWh)
W = P*t
5. Oblicz koszt tej energii (aktualna cena 1 kWh)
6. Oblicz koszt energii zużytej w ciągu miesiąca (koszt z pkt. 5 razy 22 dni robocze)
GRUPA II KOSZT OŚWIETLENIA KLAS W CZASIE PRZERW
1. Oblicz moc wszystkich żarówek we wszystkich klasach
moc = ilość żarówek* moc żarówki
2. Wyraź ją w kW
3. Oblicz łączny czas przerw (do dziesiątej lekcji) i wyraź go w godzinach
4. Oblicz ilość zużytej energii (w kWh)
W = P*t
5. Oblicz koszt tej energii ( aktualna cena 1kWh)
6. Oblicz koszt energii zużytej w ciągu miesiąca (koszt z pkt. 5 razy 22 dni robocze)
GRUPA III KOSZT OŚWIETLENIA W CZASIE NAUKI W DOMU
1. Ile godzin uczy się średnio w domu (z wykorzystaniem oświetlenia) uczeń kl. 2 ZSZ
2. Ile zużywa energii elektrycznej
a. przy użyciu żarówki tradycyjnej
w ciągu dnia
W = moc (w kW)* czas (w godz.)
w ciągu miesiąca W razy 22 dni robocze
b. przy użyciu żarówki energooszczędnej
w ciągu dnia
W = P*t
w ciągu miesiąca W razy 22 dni robocze
3. Ile kosztuje miesięcznie ta energia w obu przypadkach ? (aktualna cena 1kWh)
4. Spróbuj oszacować, kiedy zwróci się wydatek na żarówkę energooszczędną (oblicz różnicę kosztów zużycia
energii i kosztów żarówek)
GRUPA IV
KOSZT EKSPLOATACJI LODÓWKI
1. Oblicz, o ile mniejsze jest średnie zużycie energii w nowych typach lodówek w porównaniu ze starymi w ciągu
doby i miesiąca. Wykorzystaj dane z instrukcji obsługi lodówki moc obu typów,
- średnie zużycie dobowe (oblicz różnicę)
- średnie zużycie miesięczne (różnica zużycia dobowego 30 dni)
2. Jaki jest koszt tej zaoszczędzonej energii w ciągu doby i miesiąca (aktualna cena 1kWh)
Instrukcje do drugiej części zajęć (związanej z ekologią ) – dla wszystkich grup jednakowe
Wydajność węgla: z 1 kg około 20 MJ
Ile to kWh ?
1 kWh = 3 600 000 J = 3,6 MJ
20 MJ : 3,6 MJ to około 5,5 kWh
zatem:
z 1 kg węgla otrzymujemy ok. 5,5 kWh energii elektrycznej
Sprawność elektrociepłowni to ok. 31 – 33% czyli, aby otrzymać 5,5 kWh energii musimy spalić 3 razy
więcej węgla
5,5 kWh energii z 3 kg wegla
Ilość zanieczyszczeń w węglu
siarka
: 0,25 %
spaliny suche CO2 + SO2
: 18 %
popiół
: 20 %
1. Oblicz, ile węgla trzeba spalić, aby uzyskać energię obliczoną w części pierwszej
W
m = ------ * 3kg
5,5
2. Oblicz ilość węgla potrzebną w ciągu miesiąca (m razy 22 dni robocze)
3. Ile otrzymamy zanieczyszczeń w ciągu miesiąca
siarka
0,25% z ilości węgla (z pkt. 2)
18% z ilości węgla
spaliny CO2+ SO2
popiół
20% z ilości węgla