1. Охарактеризуйте глобальные последствия загрязнения атмосферы.
2. Опишите способы получения тепловой и электрической энергии.
3. Дайте определения понятий «ноосфера» и «техносфера».
4. Опишите принципы действия приборов учета тепла и электроэнергии.
Список используемых источников
1. Охарактеризуйте глобальные последствия загрязнения атмосферы.
К глобальным экологическим проблемам в связи загрязнением атмосферы многие ученые относят:
- нарушение озонового слоя;
- парниковый эффект:
- кислотные дожди;
- смоги.
Нарушение озонового слоя. Озон (О3) – представляет собой третью форму существования кислорода, образуется в атмосфере естественным путем при воздействии на атмосферный кислород солнечного ультрафиолетового излучения
Наибольшая концентрация молекул озона находится в стратосфере на высоте 20 – 22 км (~в 10 раз выше, чем у поверхности Земли) и распространяется она примерно на 5 км по высоте, этот слой и называют озоновым слоем. Если весь озон сконцентрировать в один слой, то толщина его составит ~ 2,9 мм.
Озоновый слой задерживает жесткое ультрафиолетовое излучение, губительное для всего живого на Земле. Оно может вызвать большие изменения в организмах, чем гамма-излучение, рентгеновское излучение и привести к заболеваниям иммунной системы, раку кожи, поражению сетчатки глаза и другим заболеваниям.
В настоящее время озоновый слой нарушается, т. е. снижается концентрация озона в озоновом слое. Впервые истощение озонового слоя обнаружили в 1985 году над Антарктидой, когда над ней концентрация озона была снижена на 50%. Это пространство получило название “озоновой дыры”. С тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное нарушение озонового слоя на всей планете (концентрация озона в озоновом слое снижается в разное время года на 10 – 20 %, особенно над промышленными странами).
Наука до конца не установила основные причины, нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение “озоновых дыр”.
По мнению большинства ученых, главными разрушителями озонового слоя являются химические вещества, объединенные термином “хлорфторуглеводороды” (ХФУ) – так называемые фреоны, а также оксиды азота (NОх) и углерода (СО). Фреоны начали использовать в 1930-е годы в качестве хладонов в холодильных установках, затем в системах кондиционирования воздуха, для производства полимеров, дезодорантов, лаков, красок, как растворители, распылители в аэрозольных упаковках. Они нетоксичны, инертны, стабильны, не горят, не растворяются в воде, удобны в производстве и хранении. Эти разрушители взаимодействуют с молекулой озона и разрушают ее, их называют катализаторами, так как они только своим присутствием разрушают озон.
2. Опишите способы получения тепловой и электрической энергии.
Примерно 70 % электроэнергии вырабатывают на ТЭС. Они делятся на конденсационные тепловые электростанции (КЭС), вырабатывающие только электроэнергию, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые производят электроэнергию и теплоту.
Основное оборудование ТЭС - котел-парогенератор, турбина, генератор, конденсатор пара, циркуляционный насос.
В котле парогенератора при сжигании топлива выделяется тепловая энергия, которая преобразуется в энергию водяного пара. В турбине энергия водяного пара превращается в механическую энергию вращения. Генератор превращает механическую энергию вращения в электрическую. Схема ТЭЦ отличается тем, что по ней, помимо электрической энергии, вырабатывается и тепловая путем отвода части пара и нагрева с его помощью воды, подаваемой в тепловые магистрали.
Есть ТЭС с газотурбинными установками. Рабочее тело и них - газ с воздухом. Газ выделяется при сгорании органического топлива и смешивается с нагретым воздухом. Газовоздушная смесь при 750 - 770°С подается в турбину, которая вращает генератор. ТЭС с газотурбинными установками более маневренна, легко пускается, останавливается, регулируется. Но их мощность в 5 - 8 раз меньше паровых.
Процесс производства электроэнергии на ТЭС можно разделить на три цикла: химический - процесс горения, в результате которого теплота передается пару; механический - тепловая энергия пара превращается в энергию вращения; электрический - механическая энергия превращается в электрическую.
Атомная электростанция отличается от ТЭС тем, что котел заменен ядерным реактором. Теплота ядерной реакции используется для получения пара.
3. Дайте определения понятий «ноосфера» и «техносфера».
Сфера взаимодействия общества и природы, в пределах которой разумная деятельность предстает главным, определяющим фактором развития биосферы и человечества, называется ноосферой.
Впервые термин "ноосфера" в 1926 – 1927 гг. употребили французские ученые Лекруа и Тейяр де Шарден в значении "новый покров", "мыслящий пласт", который, зародившись в конце третичного периода, разворачивается вне биосферы над миром растений и животных. В их представлении ноосфера – идеальная, духовная ("мыслящая") оболочка Земли, возникшая с появлением и развитием человеческого сознания. Заслуга наполнения этого понятия материалистичным содержанием принадлежит академику В. И. Вернадскому. В его представлении, человек –часть живого вещества, подчиненного общим законом организованности биосферы, вне которой оно существовать не может. Человек является частью биосферы. Ноосфера представляет собой качественно новый этап эволюции биосферы, в котором создаются новые формы ее организованности как новое единство, возникающее в результате взаимодействия природы и общества. В ней законы природы тесно переплетаются с социально-экономическими законами развития общества, образуя высшую материальную целостность "очеловеченой природы". В. И. Вернадский, предугадавший наступление эпохи научно-технической революции в XX веке, основной предпосылкой перехода биосферы в ноосферу считал научную мысль. Материальным ее выражением в преобразуемой человеком биосфере является труд. Единство мысли и труда не только создает новую соц. сущность человека, но и предопределяет переход биосферы в ноосферу. "Наука есть максимальная сила создания ноосферы".
Техносфера это этап эволюции биосферы, обусловленный техническим прогрессом и высоким развитием человеческой мысли. Техносфера нацелены главным образом на промышленность. Ее охраной занимается такая наука как промышленная экология.
4. Опишите принципы действия приборов учета тепла и электроэнергии.
Для получения информации о режимах работы установок, потребляющих энергию, а также для учета и регистрации ее расхода (использования) необходимо измерять температуру, давление, количество теплоты и другие параметры, характеризующие функционирование установок. Для измерения этих параметров используют приборы, основным элементом которых являются датчики.
В качестве датчиков температуры применяют полупроводниковые термодиоды (Д7А-Д7Ж), термотранзисторы (МШО, ПИ, Д237Г), варисторы, тиристоры, семисторы. У них электронно-дырочная проводимость зависит от температуры. Применяют также бесконтактные термодатчики, состоящие из оптической системы и приемника излучения, работающего в комплекте с милливольтметром, тип которого определяется диапазоном измеряемых температур (длиной волны излучения). Для исключения влияния температур воздуха и радиационной температуры окружающих поверхностей применяют шаровой термометр, состоящий из термодатчика, помещенного внутрь тонкостенного полого медного шара, окрашенного изнутри и снаружи черной матовой краской. В большинстве датчиков давления используется принцип возможного механического перемещения или создания механического напряжения под действием силы давления. Например, перемещение поплавка датчика давления прекращается при уравновешивании сил тяжести поплавка и давления потока жидкости. Сигнал перемещения поплавка передается в электроизмерительную схему прибора (рогаметра).
Для измерения больших давлений используются электрические датчики, а для измерения малых давлений - датчики косвенных измерений вязкости, теплопроводимости, степени ионизации. Жидкостные или гравитационные датчики с гидроскопическим принципом действия широко применяются благодаря простоте конструкции и относительно высокой точности. В качестве наполнителей жидкостных датчиков давления (манометров) используются: дистиллированная вода, подкрашенный этиловый спирт, ртуть, керосин, дихлорэтан, толуол и другие жидкости, не изменяющие своих физико-химических свойств в процессе измерения. В дифманометрах датчиками являются преобразователи сигнала перемещения уровня заполнителя.
1. Основы экологии и рационального природопользования / А.Ф. Савенок, Е.И.Савенок.-Мн:.Сэр-Вит, 2004.-432с.
2. Основы энергосбережения: Учеб. пособие / И.А.Лохницкий.-Мн.:РИПО, 2004.-164с.
3. Охран окружающей среды и энергосбережения: Учеб. пособие / Челноков А.А., Ющенко Л.Ф., М.Н.:РИПО, 2011
4. Экология – учебные материалы https://ecology-education.ru/
5. Е.Я.Соколов, В.М.Бродянский. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М. Энергоиздат, 1981.
6. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П., Экология, М., Издательский дом "Дрофа", 1995;
