Цель семинара:
1. Обобщить и систематизировать знания учащихся о тепловых процессах в живой и неживой природе, полученные при изучении физики, химии, биологии.
2. Закрепить знания об изменениях агрегатных состояний вещества.
План семинара:
I Введение (учитель физики знакомит с целями семинара, планом семинара).
II Собеседование с учащимися: «Классификация тепловых процессов» (результатом собеседования является составление схемы).
III Доклады учащихся:
1. Виды теплообмена и его регулирование
2. Геотермальные источники
3. Парниковый эффект
4. Тепловое загрязнение
5. Технологические процессы
6. Литье металлов
7. Теплообмен в организме человека
8. Теплоотдача теплоизлучением и теплоотдачей в организме человека
9. Охлаждение организма человека
10 Теплоотдача испарением воды в организме человека
11. Гомеостаз и теплорегуляция
12. (доклады по химии)
IV Заключение.
Введение
Учитель физики:
«- Что сделаю я для людей?! – сильнее грома крикнул Данко.
И вдруг он разорвал руками себе грудь и вырвал из нее свое сердце и высоко поднял его над головой. Оно пылало так ярко, как солнце, ярче солнца, и весь лес замолчал, освещенный этим факелом великой любви к людям, а тьма разлетелась от света его и там, глубоко в лесу, дрожащая, пала в гнилой зев болота.
- Идем! – крикнул Данко и бросился вперед, высоко держа горящее сердце и освещая им путь людям».
Я не случайно начала наш сегодняшний семинар отрывком из произведения Максима Горького «Старуха Изергиль». Словами «тепло», «теплота» мы пользуемся, когда хотим рассказать о хорошем человеке, таком, каким был Данко. Говоря о человеческих качествах, мы непроизвольно основываемся на физических свойствах тепловых процессов: горячее сердце, тепло души, горящие глаза и много других выражений, которые отображены в пословицах, часть из них записана в газете.
Сегодня мы будем говорить с вами о явлении, значение которого трудно переоценить, поскольку во многом благодаря тепловым процессам мы с вами можем жить, познавать окружающий мир. Целью нашего семинара является: обобщить и систематизировать знания о тепловых процессах в живой и неживой природе, полученные при изучении физики, химии, биологии. Закрепить знания об изменениях агрегатных состояний вещества. Работать мы будем в тетрадях по физике.
А начнем наше занятие с того, что вспомним, какие тепловые процессы нам известны (заполнение заранее заготовленной на доске схемы «Тепловые процессы», на которой большая часть процессов закрыта)
Мы видим, что тепловые процессы могут протекать как без изменения агрегатного состояния, так и с изменением его.
Кроме процесса нагревания, какой тепловой процесс происходит без изменения агрегатного состояния? (охлаждение)
Обратимся к опыту. У меня на столе имеется кусок льда. Какой тепловой процесс, обратный кристаллизации, происходит со льдом? (плавление)
Обратимся к опыту. Начнем нагревать в колбе воду. При кипении мы наблюдаем образование пара и процесс, обратный парообразованию. Какие процессы мы наблюдаем? (парообразование, кристаллизация).
На ваших столах имеются таблицы значений температур кипения жидкостей при нормальном атмосферном давлении. Пользуясь таблицей температуры кипения веществ при нормальном атмосферном давлении, назовите жидкости, которые имеют данные температуры (в таблице округление до целых)
Температура кипения, 0С | Жидкость |
78 | |
- 183 | |
290 | |
100 | |
35 | |
357 |
Ну, а сейчас остановимся более подробно на описании тепловых процессов.
Первый доклад (физика)
ВИДЫ ТЕПЛООБМЕНА И ЕГО РЕГУЛИРОВАНИЕ
(сопровождается демонстрацией опытов)
Изучение тепловых явлений показывает, что передача теплоты в пространстве осуществляется тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.
С помощью теплопроводности теплота может передаваться в твердых, жидких и газообразных телах. Самой большой теплопроводностью обладают металлы. Это объясняется тем, что переносчиками внутренней энергии здесь, кроме молекул, являются свободные электроны. Хуже проводят тепло дерево, стекло, животные и растительные ткани; еще меньшую теплопроводность имеют жидкости (за исключением жидких металлов, например ртути) и газы. Опыт.
Конвекция наблюдается только в жидкостях и газах, молекулы которых способны перемещаться на значительные расстояния относительно друг друга. Обратимся к опыту. Над зажженной лампой поместим вращающийся абажур. Под действием поднимающегося нагретого воздуха, абажур начинает вращаться. Это явление можно объяснить таким образом. Воздух, соприкасаясь с теплой лампой, нагревается, расширяется и становится менее плотным, чем окружающий его холодный воздух. Архимедова сила, действующая на теплый воздух со стороны холодного снизу вверх, больше, чем сила тяжести, которая действует на теплый воздух. В результате нагретый воздух поднимается вверх, а его место занимает холодный воздух.
Такие же явления мы наблюдаем и при нагревании жидкости снизу. Нагретые части жидкости – менее плотные и более легкие – вытесняются вверх более тяжелыми, холодными частями. Холодные слои жидкости, опустившись вниз, в свою очередь нагреваются от источника тепла и вновь вытесняются менее нагретой водой. Рассмотрим конвекцию в жидкости на следующем примере. В аквариум с холодной водой осторожно опускаем сосуд с подкрашенной горячей водой. Можно заметить, как теплые конвекционные потоки поднимаются вверх.
Третий широко распространенный в природе вид теплообмена, при котором передача внутренней энергии от одного тела к другому осуществляется посредством электромагнитных волн разных длин, называется излучением. Таким способом, например, энергия Солнца, передается через безвоздушное космическое пространство Земле. Свойством испускать тепловые электромагнитные волны обладает не только Солнце, но и все окружающие нас тела. Они непрерывно обмениваются энергией, излучая и одновременно поглощая ее. Если поглощенная телом энергия больше потерянной им энергии, тело нагревается, если меньше – охлаждается; если тело излучает и поглощает одинаковое количество энергии, его температура остается неизменной.
Второй доклад (физика)
ВИДЫ ТЕПЛООБМЕНА И ЕГО РЕГУЛИРОВАНИЕ (продолжение)
Теплообмен играет исключительно важную роль в различных областях техники. В одних случаях он используется для нагревания материалов в технологических процессах – выплавке металлов, варке стали, обжиге кирпича, сушке древесины. А в других – для охлаждения доменных, мартеновских и медеплавильных печей, камер сгорания и лопаток реактивных и газотурбинных двигателей, что предохраняет их от перегревания и разрушения.
В ряде случаев теплообмен между телами является нежелательным, и тогда его стараются затруднить. Так, например, чтобы избежать охлаждения и конденсации пара в цилиндре паровой машины, последний окружают теплоизолирующим слоем («рубашкой»). Регулирование теплообмена является одной из основных задач строительной техники. На каркасе зданий укрепляют стены из теплоизолирующих пористых материалов. Поры таких материалов заполнены воздухом, поэтому они имеют сравнительно небольшой вес и плохо проводят тепло. Трение о воздух является причиной нагревания движущихся в нем самолетов и космических кораблей. Поэтому у скоростных самолетов внутреннюю поверхность обшивки охлаждают воздухом, жидким топливом или водой.
Одинаково ли проводят тепло различные вещества? Как это можно объяснить с молекулярной точки зрения? (нет, разное расстояние между частицами).
Обратимся к опыту «Сравнение теплопроводности различных видов почв». Теплопроводность каких почв больше?
Из следующего сообщения мы узнаем, какими интересными тепловыми свойствами обладают недра Земли.
ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ
Тепловые запасы земных недр так велики, что почти не поддаются учету. Наша планета непрерывно отдает глубинную энергию в мировое пространство, причем эти потери, достигающие 8,3.1020Дж в год, восполняются в основном за счет распада радиоактивных элементов, неравномерно распределенных в земной толще.
Измеряя температуру горных пород в буровых скважинах, установили, что с увеличением глубины она возрастает через каждые 30м примерно на один градус. Непосредственное измерение температуры на глубинах, превышающих 8 км, невозможно, о ней судят на основании косвенных данных. Так, например, температура лавы, изливаемой вулканическими кратерами, около 10000С, поэтому можно предполагать, что в вулканических очагах горные породы нагреты до 1000 – 13000С.
Использование глубинных геотермальных источников является важнейшей проблемой современной техники. Особенно большое значение имеет ее решение для зоны вечной мерзлоты, охватывающей почти половину территорий нашей страны. Эти районы, в которых добывается золото, олово, вольфрам и многие другие полезные ископаемые, очень бедны топливом, а подвоз его обходится дорого. Выведенную на поверхность с большой глубины горячую воду можно использовать для отопления и водоснабжения жилых и производственных помещений, для теплиц и многих других целей.
Все работающие сейчас геотермальные электростанции расположены в районах современного вулканизма. Здесь не нужны глубинные скважины, так как на глубине 2 – 3 км температура достигает 400 – 6000С, а в некоторых местах поток пара и воды при температуре 100 – 2000С в виде фонтанов (гейзеров) извергается из Земли.
Подземные термальные воды довольно широко используются для хозяйственных целей и получения электрической энергии в Италии, Японии, Франции и других странах с ограниченными запасами топлива. Так, например, столица маленькой северной страны – Исландии полностью переведена на отопление геотермальными водами. Самая крупная геотермальная электростанция мощностью 150тыс кВт действует в Новой Зеландии. В Италии геотермальные электростанции общей мощностью 350тыс кВт вырабатывают около 6% всего потребляемого страной в год количества электричества.
ВЫСТУПЛЕНИЕ ХИМИКОВ
Учитель физики: Уже много веков человечество использует различные тепловые процессы для своих нужд, применяя их в различных технологических процессах.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Сплавим равные части свинца с температурой плавления 3270С и олова с температурой плавления 2320С. Какова будет температура плавления полученного сплава? Напрашивается такой ответ: температура плавления сплава равна средней между температурами плавления компонентов, то есть 2800С. Но это не так. Температура плавления сплава, называемого ПОС – 50 и широко используемого в пайке, гораздо ниже, причем даже ниже, чем у чистого олова, и находится в интервале 183-2090С, что с первого взгляда кажется удивительным. Можно привести еще более парадоксальный пример: сплав, состоящий из 50% висмута с температурой плавления 2710С, 25% свинца и по 12,5% олова и кадмия с температурой плавления последнего 3210С (так называемый сплав Вуда), имеет температуру плавления всего 680С! Этот сплав придуман в 1860г. английским инженером Вудом (не путать со знаменитым американским физиком Вудом, который родился на 8 лет позже года изобретения сплава!). Известен сплав почти из тех же компонентов, называемый анатомическим, который плавится вообще при 600С! Здесь уместно рассказать про шутку зубных техников, широко использующих эти сплавы. Они отливают чайную ложку из таких сплавов и подсовывают ничего не подозревающему гостю при чаепитии. Ложка, почти как серебренная, такая же тяжелая и блестящая. Но, когда гость начинает помешивать ею горячий чай, она плавится в стакане, и в руках у изумленного гостя остается только «огрызок» ручки!
Свойство сплавов плавиться легче составляющих компонентов называется эвтектикой, и оно хорошо известно металловедам. Эвтектоидами в металловедении называются сплавы с такими количественными соотношениями компонентов, которые обеспечивают минимальную температуру плавления.
Учитель физики: Жидкий металл под пониженным давлением доводят до кипения и испаряют, полученные пары конденсируются. Так как каждый металл в смеси кипит при определенной температуре, то каким образом получают чистые вещества (до 5% примесей)
Почему металлы кипятят в вакууме? (Для понижения температуры кипения).
Прослушаем сообщение еще об одном очень важном технологическом процессе.
ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ
Литейное производство – это получение фасонных отливок с помощью заливки жидкого металла (сплава) в формы. Роль литья в современном машиностроении очень велика. Около 40% (по массе) деталей к машинам и механизмам и до 80% к металлообрабатывающим станкам изготавливают способом литья. Литьем можно получить детали любой формы и массы – от нескольких граммов до сотен тонн с толщиной стенок от десятых долей миллиметра до нескольких метров. Литье является древним способом обработки металлов. Как показывают археологические раскопки, еще 7000 лет назад в Египте и Вавилоне получали бронзовые отливки в каменных формах. Высокохудожественные литые изделия для украшения домов, храмов и дворцов изготавливали древние греки и римляне.
В Древней Руси русские мастера из меди отливали стрелы, наконечники копий, котлы, ступы и многие другие изделия, а позднее в Московском государстве – медные и чугунные пушки. Наиболее ценные образцы русского литейного искусства были выполнены мастерами А. Чеховым, отлившим в 1586г знаменитую Царь-пушку (около 40т), и И. Ф. и , отлившими в 1735г. не менее известный Царь-колокол (около 200 т).
Наиболее распространенным литейным сплавом является чугун. Отливки из чугуна составляют около 75% (по массе) от общего количества отливок из всех других сплавов, что объясняется дешевизной и простотой их изготовления.
Учитель физики: Мы гордимся тем, что на Южном Урале есть много мастеров, славившихся умением выплавлять из металла настоящие художественные произведения (демонстрация каслинского литья).
В начале нашего занятия я сказа о том, что трудно представить наше существование без тепловых процессов. Следующие выступления докажут нам именно это.
Учитель биологии: Как вы думаете, от чего зависит теплоотдача живого организма?
Почему человек при низкой температуре окружающей среды быстрее начинает ощущать чувство голода?
(потому что увеличивается потеря теплоты, съеденная пища сгорает быстрее)
Рассмотрим, как происходит теплообмен в организме человека при усвоении пищевых веществ.
Теплообмен в организме человека
Находящаяся в белках, жирах и углеводах пищи потенциальная энергия в процессе обмена веществ превращается в различные формы химической и физической энергии. При мышечной деятельности она переходит в кинетическую, механическую. Ничтожная её химическая энергия превращается в электрическую энергию. В конечном счете, вся химическая энергия превращается в тепловую энергию, которая отдается внешней среде. Поэтому общий обмен веществ устанавливается по отдаче организмом тепла за определенный промежуток времени.
Количество теплоты, отдаваемое организмом, измеряется в джоулях и калориях, а определенное количество теплоты называется калориметрией. В физиологии существует два способа определения количества теплоты: прямая и непрямая калориметрия. В первом случае для измерения количества выделяемой теплоты человек помещается в герметически закрытую камеру, не пропускающую тепло, а во втором случае энергетические затраты определяются подсчетом энергии в усвоенных организмом пищевых веществ. Калориметрия впервые была осуществлена учеными Лавуазье и Лапласом.
В организме человека пища не усваивается полностью, при этом часть энергии теряется с продуктами выделения, поэтому установлено, что при окислении в организме 1 г белка освобождается 17, 76 кДж (1 Дж = 0,239 Кал); 1 г жира освобождается 38,84 кДж; 1 г углеводов дает 17,16 кДж энергии. Это калориметрические коэффициенты пищевых веществ, или количество теплоты, которое образуется при окислении их в организме.
При обработке человек затрачивает различное количество энергии, при этом большая часть энергии расходуется на выполнение мышечной работы, меньшая часть – на пищеварение. Расход энергии на мышечную работу тем больше, чем интенсивнее физический труд.
Средний расход энергии человеком
Вид работы | кДж на 1 кг массы тела |
Сон | 3,9 |
Лежание без сна | 4,63 |
Чтение в слух | 6,3 |
Печатание на компьютере | 8,4 |
Выполнение домашней работы | 7,55 – 12,6 |
Спокойный бег по ровной дороге | 25,2 |
Скоростной бег на 100 м | 189 |
Ходьба на лыжах со скоростью 12 км/ч | 50,5 |
Гребля | 10,5 |
Езда на велосипеде | 14,7 – 37,8 |
У человека расход энергии при умственном труде выше основного обмена на 2 – 3%, а если умственный труд сопровождается мышечной деятельностью при эмоциях, то расход энергии увеличивается на 10 – 20% в течение нескольких дней.
Учитель биологии: Почему человек в жару краснеет, а в холод бледнеет?
От чего зависит температура кожи?
Теплоотдача теплоизлучением и теплоотдачей в организме человека
Организм человека в покое непрерывно теряет тепло посредствам:
1) Теплоизлучения, или отдача тепла кожей окружающему воздуху,
2) Теплопроводности, или непосредственной отдачи тепла предметам, которые соприкасаются с кожей,
3) Испарения воды с поверхности кожи.
В условиях покоя 70 – 80% тепла отдается в окружающую среду кожей теплоизлучением и теплопроводностью, а испарением воды в коже (потоотделением) – около 20%. При мышечной работе резко возрастает отдача тепла испарением (главным образом потоотделением), доходя до 90% всего суточного теплообразования.
Температура кожи зависти от притока к ней крови. При повышении температуры окружающей среды артериолы и капилляры кожи расширяются, кожа краснеет, количество протекающей через нее кожи увеличивается, температура кожи повышается, и теплоотдача увеличивается. Увеличение количества крови, протекающей через кожу, происходит и за счет примешивание депонированной крови из печени, селезенки и из капилляров самой кожи. Но так как разница температур самой кожи и окружающей среды с повышением температуры кожи уменьшается, то абсолютная величина теплоотдачи при высоких температурах окружающей среды меньше, чем при низких.
Когда температура кожи выравнивается с температурой окружающей среды, теплоотдача прекращается. При дальнейшем повышении температуры окружающей среды кожа не только не теряет тепло, но сама нагревается. В этом случае теплоотдача теплоизлучением и теплопроводностью отсутствует и сохраняется только теплоотдача испарением.
Наоборот, на холоде капилляры кожи сужаются, кожа становится бледной, количество протекающей через нее крови уменьшается, температура кожи понижается, разница температур кожи и окружающей среды сглаживается, и теплоотдача уменьшается. Человек уменьшает теплоотдачу искусственными покровами – белье, верхняя одежда и так далее. Чем больше воздуха в этих покровах, тем легче сохраняется тепло.
Учитель биологии: Почему летом бывает жарко в темном костюме?
(потому что костюм темного цвета хорошо поглощает тепловые лучи)
Как реагирует организм человека на охлаждение?
Как человек защищает себя от переохлаждения?
Охлаждение организма человека
При снижении температуры наружного воздуха и увеличении теплоотдачи организма потребленная человеком пища начинает сгорать быстрее, выделяя большое количество теплоты, чем компенсируется потеря тепла.
Кроме того, происходит сужение кровеносных сосудов в кожном покрове, что приводит к уменьшению притока крови, а значит, и тепла к открытым участкам кожи; тепло сосредотачивается во внутренних жизненно важных органах. Снижается частота дыхания, следовательно, уменьшается потеря тепла с выдыхаемым воздухом, сокращается числ ударов сердца в минуту, уменьшается конвекционный поток крови в организме человека. если охлаждение организма продолжается, человек начинает вырабатывать больше тепла за счет повышения мышечной деятельности, он делает согревающие движения, поэтому температура тела обычно не опускается более чем на 1 – 2 градуса, если же человек долго находится на морозе, а организм ослаблен, то температура тела будет опускаться, возникает дрожь – защитная реакция, при этом организм выделяет тепла больше обычного.
При охлаждении тела также нарушаются физиологические процессы. При длительном пребывании на холоде после ощущения холода и дрожи появляется ощущение тепла, и затем апатия вследствие притока крови к коже и нарушения функций мозга.
При общем охлаждении организма понижается его жизнедеятельность, так как снижается обмен веществ в организме и потребность тканей в кислороде.
У человека смерть, как правило, наступает при падении температуры до 32 – 33 градусов Цельсия, а при изменении функций лекарственными веществами – ниже 24 градусов. Только в единичных случаях людям удавалось сохранить жизнь при температуре градуса.
Из какого материала можно изготовить самую теплую и легкую зимнюю одежду?
(из пуха, который обладает превосходными теплоизоляционными качествами, так как между пухом находится много воздуха, характеризующегося плохой теплопроводностью, легкостью)
Теплоотдача испарением воды в организме человека
Регуляция теплоотдачи испарение воды играет большую роль, особенно при мышечной работе и значительном повышении температуры окружающей среды. При испарении 1 дм3 воды с поверхности кожи или слизистых оболочек теряется 2428,4 кДж.
Потеря воды кожей происходит за счет проникновения воды из глубинных тканей на поверхность кожи и, главным образом, за счет функционирования потовых желез. При средней температуре окружающей среды взрослый человек ежесуточно теряет испарением с кожи 1674,8 – 2093,5 кДж.
В связи с резким увеличением потоотделения при повышении температуры окружающей среды и при мышечной работе значительно возрастает и теплоотдача, хотя и не весь пот испаряется. Большие потери пота сопровождаются потерями больших количеств минеральных солей, так как содержание одной только поваренной соли в поту составляет 0,3 – 0,6%. Поэтому если возникшая при обильном потоотделении жажда не удовлетворяется водой, то наступают тяжелые расстройства, сопровождающиеся судорогами, вследствие потерь значительных количеств солей. Уже при потере 2 дм3 пота получается дефицит солей в организме, которые могут восполняться обильным питьем воды, содержащей 0,5 – 0,6% поваренной соли, которую рекомендуется пить при усиленном потоотделении, связанном с повышением температуры окружающей среды.
Испарение воды с поверхности кожи зависит от относительной влажности воздуха. Оно прекращается в воздухе, насыщенном водяными парами. Поэтому пребывание во влажном горячем воздухе, как например, в бане, переносится тяжело. В сыром воздухе человек плохо чувствует себя даже при невысокой температуре окружающей среду. Например, при температуре 30 градусов плохо переносится кожаная и резиновая одежда, так как она не проницаема для воздуха и делает невозможным испарение пота, поэтому под такой одеждой пот накапливается. При высокой температуре воздуха и мышечной работе в кожаной и резиновой одежде у человека повышается температура тела.
Перегревание человека во влажной атмосфере особенно опасно, так как лишает возможности освобождаться от избытка тепла наиболее действенным способом – испарением. В атмосфере сухого воздуха человек легче переносит высокую температуру, чем в атмосфере влажного.
Вывод: физическая теплорегуляция обеспечивается:
1) Сердечно-сосудистой системой, которая определяет приток и отток крови в кровеносных сосудах кожи, а, следовательно, и количество тепла, отдаваемое кожей в окружающую среду.
2) Системой органов дыхания, то есть изменением вентиляции легких.
3) Изменением функции потовых желез.
Учитель биологии: Каким образом организм человека регулирует постоянство температуры?
Гомеостаз и теплорегуляция
Человек приспособлен жить в различных температурных режимах за счет важного свойства – гомеостаза. Благодаря которому сохраняется относительное постоянство температуры тела человека в нормальных условиях. Оптимальные температурные границы жизни человека находятся в интервале 34 – 42 градуса Цельсия. При температурах, превышающих оптимальные, биологические реакции снижаются вследствие разрушения белков, а при температурах ниже оптимальных организму угрожает смерть в результате замерзания внутриклеточной воды.
Постоянство температуры тела обозначается как изотермия. Относительное постоянство температуры обеспечивает для всех органов и тканей одно из важнейших свойств условий жизни – независимость от колебаний температуры окружающей среды. Эта независимость от внешних условий обеспечивается физиологическими механизмами терморегуляции. Главная роль в регулировании обмена веществ и энергии принадлежит нервной системе, поэтому возникновение изотермии связано с развитием нервной системы. Температура тела зависит от соотношения между величиной теплообразования и теплоотдачи.
За среднюю температуру тела человека принято принимать температуру в подмышечной впадине, которая равна 36,5 – 37 градусов. Температура внутренних органов, в которых происходит интенсивный обмен, выше средней температуры тела, а температура кожа ниже. Когда температура кожи падает ниже 30 градусов, ощущается холод. Даже у здорового человека при интенсивной мышечной работе температура тела иногда повышается до 39 градусов и быстро возвращается к исходному уровню.
Теплообразование, или теплопродукция, определяется интенсивностью обмена веществ. Регуляция теплообразования путем увеличения или уменьшения обмена веществ обозначается как химическая теплорегуляция. Выработанное организмом тепло постоянно отдается в окружающую среду, если этого бы не происходило, то организм погмб бы от перегревания.
Соотношение между теплообразованием и теплоотдачей зависит от температуры окружающей среды. При повышении температуры окружающей среды теплообразование уменьшается, а при ее понижении - увеличивается. Следовательно, между температурой внешней среды и теплообразованием существует обратно пропорциональные отношения. Летом теплообразование понижается, а зимой увеличивается.
Учитель физики: К сожалению, говоря о тепловых процессах, мы не можем не остановиться на вредных для экологии Земли последствиях.
ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
Известно, что активная деятельность человека – техническая, научная, военная, сельскохозяйственная и т. д., принимающая все более глобальный характер, сильно влияет на состояние биосферы, загрязняя ее. Биосфера – это «место» обитания жизни на Земле – верхняя часть коры, или почва, нижние слои атмосферы, реки, озера, моря и океаны. Загрязнения от человеческой деятельности могут быть разными – химические, радиоактивные, биологические и, наконец, тепловые. Считается, что принципиально преодолимы все виды загрязнении, кроме теплового. Тепловое загрязнение, обусловленное термодинамическими законами, считается фатальным. Его можно оттянуть, снизить интенсивность его увеличения, но повернуть его вспять нельзя. Потому что все виды энергии, совершая работу, переходят в тепло, которое повышает температуру окружающей среды нашей замкнутой земной системы. Особенно повышают эту температуру сжигание ископаемого топлива, получение энергии на атомных станциях, даже использование внутреннего тепла Земли и сжигание дров. По мере нагрева биосферы повышается влажность и содержание углекислоты в атмосфере и имеет место парниковый эффект.
ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ
Подобно тому, как в парнике стеклянная крыша и стены пропускают солнечную радиацию, но не дают уходить теплу, так и углекислый газ вместе с другими «парниковыми газами» практически прозрачны для солнечных лучей, но задерживают длинноволновое тепловое излучение Земли, не дают ему уходить в космос. В результате температура приземного слоя воздуха повышается.
Во второй половине ХХ века в атмосфере резко увеличилось содержание так называемых парниковых газов за счет: а) сжигания ископаемого топлива, б) увеличения метана (развитие интенсивного производства) и оксидов азота; в) массового сведения лесов.
Отрицательные последствия:
- повышается уровень Мирового океана в результате таяния материковых и горных ледников;
- резко увеличивается процесс опустынивания, меняется климат в Сибири и Скандинавии;
- вследствие таяния ледников и перераспределения водных масс от полюсов к низким широтам скорость вращения Земли будет замедляться на незначительную величину. Тем не менее, это должно вызвать изменение ее формы. Уменьшится сплюснутость Земли. В связи с этим могут усилиться вулканическая активность и землетрясения.
Учитель физики: На сегодняшнем занятии мы рассмотрели тепловые процессы с положительной и отрицательной стороны. Подумайте и скажите, что мы будем понимать под тепловыми процессами?
(показывают, какие изменения происходят с самим телом).
Докажите, что, несмотря на отрицательные последствия тепловых процессов, без них наша жизнь действительно была бы невозможна.
Всем спасибо за работу!
