Энергия из-под земли / НГ-Энергия / Независимая газета
Согласно подсчетам специалистов, потребители могут с небольшими затратами получать до 75% необходимой тепловой энергии из земли.
Фото предоставлено пресс-службой «ГидроОГК»
В конце прошлого года в германском городе Ландау началась новая эра промышленного использования возобновляемой энергии. На городской окраине, на территории бывшей армейской казармы была подключена к электросети геотермальная станция. Станция действует круглогодично и производит такое количество электроэнергии, которое необходимо для обеспечения шести тысяч квартир. Кроме того, тепло, остающееся после работы турбины электростанции, подается для отопления жилых помещений. На первом этапе это будет 300 квартир, и в дальнейшем их число увеличится до нескольких тысяч в результате расширения мощностей самой станции.
На возведение геотермальной установки в Ландау ушло около четырех лет.
Простая схема
Принцип работы новой станции в определенной мере весьма прост. С глубины трех тысяч метров по пробуренной скважине горячая вода – а это пар, разогретый примерно до 150 градусов, – подается на поверхность в турбину станции и отдает свое тепло на производство электричества. Затем вода при температуре уже 70 градусов направляется в систему теплоснабжения для обогрева помещений. Тем самым температура используемой воды уменьшается до 50 градусов. Вода оказывается слишком теплой, чтобы спустить ее в ближайшую реку. Поэтому воду направляют во вторую пробуренную скважину. Уже в земных недрах вода снова нагревается и в очередной раз поступает на поверхность на термальную электростанцию. Подача воды осуществляется с помощью насосной установки или под естественным давлением снизу.
Разогретые воды земных недр по праву называют «особым подарком природы».
На нашей планете геотермальные ресурсы в 30 раз превышают резервы ископаемого топлива. Таким образом открываются возможности использования практически неисчерпаемых запасов энергии без причинения ущерба окружающей среде, поскольку геотермальные электростанции работают, не сжигая какого-либо топлива. Та же станция в Ландау позволяет на протяжении целого года не засорять округу 5800 тоннами диоксида углерода (СО2). Согласно подсчетам специалистов, потребители могут с небольшими затратами получать до 75% необходимой тепловой энергии из земли. Эти запасы доступны бесплатно в любое время суток и при любой погоде, они постоянно возобновляются за счет внутреннего тепла Земли и солнечного излучения, а благодаря новейшим технологиям могут использоваться многократно.
Геология имеет приоритет
Методы получения геотермального тепла определяются геологическими условиями той или иной местности. В районах, где проявляется вулканическая деятельность, или в областях с горячими термальными источниками строители подсоединяются к жилам грунтовой воды.
Водяной пар поднимается наверх и может направляться в сеть теплоснабжения или подаваться на турбину электростанции.
По оценкам специалистов, методы использования геотермальной энергии развиты настолько, что можно использовать тепло из-под земли для бытовых нужд в небольших домашних хозяйствах. Для этого техники пробуривают скважину глубиной до 100 м и опускают туда трубу. Циркулирующая в ней жидкость температурой в 10 градусов нагревается подземным теплом благодаря действию теплового насоса до 45 градусов. В результате получаемая тепловая энергия в четыре раза превышает расходы электричества на работу насоса. По словам специалиста Федерального ведомства по геотермии Вернера Бусмана, в летнее время такая система может поставлять холодную воду из глубины для охлаждения домашних помещений.
В Швеции в 90% жилых новостроек пробуривается скважина, по которой тепло из-под земли поступает в квартиру. В этой сфере подвижка намечается и в Германии. Так, в 2005 году строительные фирмы направили в соответствующие ведомства 12 тыс.
заявок на бурение скважин для геотермальных установок. В следующем году таких заявок насчитывалось уже 28 тыс. Своя мини-электростанция в саду собственного дома обходится его владельцу в 20 тыс. евро. В этих случаях речь идет лишь о домашних хозяйствах.
Но вернемся к крупным проектам промышленного значения. В Германии еще одна новая геотермальная электростанция в Унтерхахинге близ Мюнхена вступит в строй в ближайшее время. Пока она поставляет тепло, а вскоре начнет подачу электричества. По данным парламентского статс-секретаря в федеральном Министерстве охраны окружающей среды Астрид Клуг, германская экономика все увереннее берет курс на использование геотермальной энергии. Она сообщила в этой связи, что запланировано уже около 150 проектов и объем инвестиций в них оценивается в размере 4 млрд. евро. Ожидается, что сократятся существующие законодательные помехи на пути использования этого вида возобновляемой энергии. Достигаться это будет в результате внесения изменений в соответствующее законодательство.
Однако, по оценкам обозревателей, «в Германии пока не возникла развитая геотермальная индустрия», хотя эта страна, по теоретическим оценкам, могла бы покрывать свои потребности в электроэнергии и тепле за счет подземного тепла. На самом деле не многие территории имеют возможности для этого. К числу имеющих такие возможности относится так называемый верхнерейнский грабен (впадина), тянущийся от Страсбурга до Вормса. «Грабен представляет собой тепловую аномалию – на глубине 2500 метров держится температура примерно 145 градусов, а на глубине 5000 метров – около 200 градусов», – заявляет Петер Хауффе, управляющий компании geox GmbH, занимающейся эксплуатацией геотермальной электростанции в Ландау. В этом районе можно вести буровые работы не так глубоко. Поэтому расходы на строительство геотермальных установок меньше, чем во многих других регионах страны. Этим, в частности, объясняется тот факт, что геотермия в Германии играет пока весьма незначительную роль в производстве энергии.
В освоении перспективного вида энергии не обошлось без сбоя. И произошло это в Швейцарии на сооружении терминальной электростанции в Клайнхюнингене близ Базеля. В 2006 году было получено разрешение на начало работ. Началось бурение скважины глубиной пять тысяч метров. Там температура земных недр составляет около 200 градусов. В скважину стали качать холодную воду. По оценкам геологов, установка могла бы обеспечить теплоснабжение примерно 10 тыс. жилых помещений на протяжении самое малое 30 лет. Но 8 декабря 2006 года на территории радиусом 15 километров вокруг скважины в Клайнхюнингене произошло землетрясение силой 3,4 балла. Колебания почвы повторялись несколько раз. И кантональные власти Базеля распорядились прекратить бурение. По мнению президента Германского федерального союза геотермии Хорста Рютера, почти любое проникновение человека в земные глубины – будь то прокладка туннеля или размещение в будущем под землей диоксида углерода с угольных электростанций – несет с собой опасность землетрясений.
Сложившаяся ситуация вокруг геотермальной скважины близ Базеля породила определенный скепсис в отношении крупномасштабных проектов. Однако широко используются установки для бытовых нужд. Так, по данным Швейцарского объединения геотермии, шестая часть введенных в строй в 2006 году новых систем отопления использует подземное тепло.
Что касается производства электроэнергии на термальных электростанциях, то к крупнейшим производителя относятся США, Филиппины, Индонезия и Мексика. Лидером же в использовании энергии земных недр в целом остается Исландия. Островное государство покрывает более пятой части своих потребностей в электричестве за счет энергии, добываемой из земных глубин. Крупномасштабные проекты существуют также во Франции, Японии и других странах. В рамках технического сотрудничества Германия оказывает содействие в строительстве геотермальной установки в Чили и Танзании. Начиная с 1954 года геотермальная станция в Кении снабжает окрестности электричеством.
Геотермия приобретает в мировой экономике все большее значение, и этому содействует, в частности, принятие в Европе Закона «О приоритете возобновляемых видов энергии». Инновационные технологии в геотермальной области открывают возможности для использования практически неисчерпаемых запасов энергии без причинения ущерба окружающей среде. Каковы же перспективы у землян широко воспользоваться этим «подарком природы»? Большинство экспертов с оптимизмом смотрят на будущее геотермии. Несколько иного взгляда придерживается упомянутый выше Петер Хауффе. «Пройдет еще много времени, пока геотермия не станет действительной альтернативой добыче консервативных видов энергии», – считает он. Развитие событий в нынешнем переменчивом мире, конечно, покажет, сколько времени потребуется для этого.
Урок «Энергия Земли в наших руках. Простые правила энергосбережения»
авторы: Алла Юрьевна Клементьева , учитель биологии, экологии, Самарская область
Внеурочная деятельность (конкурсные работы)
Экология
Внимание! Администрация сайта rosuchebnik.ru не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.
Цель: формирование и закрепление устойчивой мотивации к энергосберегающему образу жизни.
Задачи:
- развивать умение грамотного общения с энергетическими ресурсами;
- воспитать гордость за приносимую пользу;
- способствовать воспитанию экологического сознания у обучающихся;
- привлечение внимания к проблемам использования тепла, воды, энергии, экономии энергии и энергоресурсов, охране окружающей среды;
- способствовать воспитанию навыков экологически устойчивого и безопасного стиля жизни;
- воспитывать бережное отношение к природе;
- расширять словарный запас обучающихся;
Ожидаемые результаты:
Обучающиеся получат первоначальные представления:
- об энергии и энергоресурсах;
- о необходимости бережного отношения к энергоресурсам;
- о простейших способах экономии тепла, воды, электроэнергии
- будут применять изученные правила эффективного энергопользования в быту.
Ход урока
I. Вступительное слово учителя.
— Здравствуйте, дорогие ребята!
Энергия – основа жизни на Земле. Каждое утро с восходом солнца миллионы людей спешат на работу: строить дом, мосты, работать на заводах, добывать нефть, выращивать овощи и фрукты Одним словом делают, то без чего мы с вами не смогли бы существовать.. Каждый год на все нужды человечества вырабатывается, а потом используется миллиарды тонн энергетических ресурсов. Жизнедеятельность человечества не возможна без потребления электроэнергии. Но так ли это очевидно для каждого из нас.
А ведь энергия – общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Энергия является не только необходимым помощником в нашей жизни, но и источником серьезных, всё возрастающих проблем. Энергопотребление влияет на окружающую среду. Эффективное использование энергии в промышленности и быту, её экономия является ключом к повышению жизненного уровня, сохранению окружающей среды, стимулом для развития экономики.
Как же организовать свою деятельность так, чтобы экономно расходовать энергию? Чтобы ответить на этот вопрос мы сейчас посмотрим фильм «Энергия Земли в наших руках. Простые правила энергосбережения».
После просмотра фильма мы обсудим увиденное, составим памятки для наших друзей, чтобы все задумались об экономии наших ресурсов .
II. Фильм «Энергия Земли в наших руках. Простые правила энергосбережения».
III. Обсуждение фильма по вопросам на карточках Можно в виде игры «Брейн-ринг»
- Без чего не может обойтись современный человек? ( тепло , электроэнергия, вода)
- С какими проблемами сталкивается современная энергетика? (увеличение численности населения, ограниченные ресурсы, загрязнение окружающей среды)
- Каковы простые правила энергосбережения в вашем доме? (выключать компьютер, энергосберегающие лампочки, выключать все не нужные электроприборы)
- Что вы знаете о способах сбережения воды в быту? ( счетчики воды, различные насадки на краны, следить за сан. техничекими средствами)
- Чем отличаются современные стиральные машинки? ( по потреблению энергии А, А++, и загрузка машинки по нормам)
- Что бы знаете о способах сбережения тепла в быту? ( утепление окон, дверей, смена батарей)
- А знаете ли вы как реально сократить потребление энергии в быту?, замена ламп накаливания на люминесцентные, светодиодные, и т.д.
техничекими средствами)IV. Знакомство с буклетом — памяткой
V. Заключение
Несколько слов об ученом, авторе очень важных слов
Он физик и биолог, специалист по охране окружающей среды и политик Эрнст Ульрих фон Вайцзеккер (Ernst Ulrich von Weizsecker), президент Вуппертальского Института климата, окружающей среды и энергии в Научном центре земли Северный Рейн-Вестфалия, ФРГ. Ранее был директором Института европейской политики по охране окружающей среды в Бонне, в 1996 г. стал первым лауреатом Золотой медали Герцога Эдинбургского.
С 1998 г. представляет город Штутгарт в бундестаге ФРГ.
Вот послушайте, пожалуйста: «Книга не может изменить направление прогресса. Это должны сделать люди — потребители и избиратели, руководители и инженеры, политики и журналисты. Люди не меняют своих привычек, если для этого нет достаточных оснований. Экологическое состояние мира требует незамедлительных действий. В противном случае мир могут подстерегать беспрецедентные беды и катастрофы».
— Ребята, я думаю, вы запомнили, как нужно экономить энергию. Расскажите своим родителям, родственникам и друзьям. Теперь дело за вами!
Хотите сохранить материал на будущее? Отправьте себе на почту
в избранноеТолько зарегистрированные пользователи могут добавлять в избранное.
Войдите, пожалуйста.
Энергетический баланс Земли и Атмосферы
Энергетический баланс Земли и Атмосферы представляет собой баланс между поступающей энергией Солнца и исходящей энергией Земли.
Энергия, выделяемая Солнцем, излучается в виде коротковолнового света и ультрафиолетовой энергии. Когда он достигает Земли, часть его отражается обратно в космос облаками, часть поглощается атмосферой, а часть поглощается поверхностью Земли.
Учебный урок: консервированное тепло
Однако, поскольку Земля намного холоднее Солнца, ее излучаемая энергия намного слабее (длинноволновая) инфракрасная энергия. Мы можем косвенно наблюдать, как эта энергия излучается в атмосферу в виде тепла, поднимающегося от раскаленной дороги, создающего мерцание в жаркие солнечные дни.
Энергетический баланс между землей и атмосферой достигается за счет того, что энергия, полученная от Солнца , уравновешивает энергию, потерянную Землей обратно в космос. Таким образом, Земля поддерживает стабильную среднюю температуру и, следовательно, стабильный климат. Используя 100 единиц солнечной энергии в качестве базовой линии, энергетический баланс выглядит следующим образом:
| Входящая энергия | Исходящая энергия | ||
|---|---|---|---|
| Единицы | Источник | шт. | Источник |
| +100 | Коротковолновое солнечное излучение. | -23 | Коротковолновое излучение, отраженное облаками обратно в космос. |
| -7 | Коротковолновое излучение, отраженное в космос земной поверхностью. | ||
| -49 | Длинноволновое излучение атмосферы в космос. | ||
| -9 | Длинноволновое излучение облаков в космос. | ||
| -12 | Длинноволновое излучение земной поверхности в космос. | ||
| +100 | Всего входящих | -100 | Всего исходящих |
| Входящая энергия | Исходящая энергия | ||
|---|---|---|---|
| Единицы | Источник | шт. | Источник |
| +19 | Поглощение коротковолнового излучения газами в атмосфере. | -9 | Длинноволновое излучение, испускаемое в космос облаками. |
| +4 | Коротковолновое излучение поглощается облаками. | -49 | Длинноволновое излучение, испускаемое в космос газами в атмосфере. |
| +104 | Поглощенное длинноволновое излучение земной поверхности. | -98 | Длинноволновое излучение, испускаемое на поверхность земли газами в атмосфере. |
| +5 | От конвективных потоков (поднимающийся воздух нагревает атмосферу). | ||
| +24 | Конденсация/Отложение водяного пара (в процессе выделяется тепло в атмосферу). | ||
| +156 | Всего входящих | -156 | Всего исходящих |
| Входящая энергия | Исходящая энергия | ||
|---|---|---|---|
| Единицы | Источник | шт. | Источник |
| +47 | Поглощенное коротковолновое солнечное излучение. | -116 | Длинноволновое излучение, испускаемое поверхностью. |
| +98 | Поглощенное длинноволновое излучение газов в атмосфере. | -5 | Отвод тепла конвекцией (поднимающийся теплый воздух). |
| -24 | Теплота, необходимая для процессов испарения и сублимации и поэтому удаляемая с поверхности. | ||
| +145 | Всего входящих | -145 | Всего исходящих |
Поглощение инфракрасного излучения, пытающегося уйти от Земли обратно в космос, особенно важно для глобального энергетического баланса. Поглощение энергии атмосферой сохраняет больше энергии вблизи ее поверхности, чем если бы атмосферы не было.
Средняя температура поверхности Луны, не имеющей атмосферы, составляет 0°F (-18°C). Напротив, средняя температура поверхности Земли составляет 59°F (15°C). Этот тепловой эффект называется парниковым эффектом.
Парниковый обогрев усиливается ночью, когда небо затянуто облаками. Тепловая энергия земли может улавливаться облаками, что приводит к более высоким температурам по сравнению с ночами с ясным небом. Воздух не может охлаждаться так сильно из-за пасмурного неба. При частично облачном небе часть тепла уходит, а часть остается в ловушке. Ясное небо способствует максимальному охлаждению.2. Энергия в физических процессах
Также доступна версия на испанском языке
»
Преподавание энергии и физических процессов опирается на 7 ключевых понятий:
2.
1 Земля постоянно меняется, поскольку энергия течет через систему. Геологические, ископаемые и ледовые записи свидетельствуют о значительных изменениях на протяжении всей истории Земли. Эти изменения всегда связаны с изменениями потока энергии через земную систему. Этому изменению способствовали как живые, так и неживые процессы.
Есть еще 6 основных понятий. Посмотреть их все…
Скрыть
2.2 Солнечный свет, гравитационный потенциал, распад радиоактивных изотопов и вращение Земли являются основными источниками энергии, управляющими физическими процессами на Земле. Солнечный свет является внешним по отношению к Земле источником, тогда как радиоактивные изотопы и гравитационный потенциал, за исключением приливной энергии, являются внутренними. Радиоактивные изотопы и гравитация работают вместе, чтобы производить геотермальную энергию под поверхностью Земли. Вращение Земли влияет на глобальные потоки воздуха и воды.
2.3 Погода и климат Земли в основном определяются энергией Солнца. Например, неравномерное нагревание поверхности Земли и атмосферы Солнцем вызывает конвекцию в атмосфере, вызывая ветры и влияя на океанские течения.
2.4 Вода играет важную роль в хранении и передаче энергии в системе Земля. Большая роль воды обусловлена ее распространенностью, высокой теплоемкостью и тем, что на Земле регулярно происходят фазовые переходы воды. Солнце обеспечивает энергию, которая управляет круговоротом воды на Земле.
2.5 Движение вещества между резервуарами обусловлено внутренними и внешними источниками энергии Земли. Эти движения часто сопровождаются изменением физических и химических свойств вещества. Углерод, например, встречается в карбонатных породах, таких как известняк, в атмосфере в виде углекислого газа, в воде в виде растворенного углекислого газа и во всех организмах в виде сложных молекул, которые контролируют химию жизни. Энергия управляет потоком углерода между этими различными резервуарами.
2.6 Парниковые газы влияют на поток энергии через систему Земля. Парниковые газы в атмосфере, такие как углекислый газ и водяной пар, прозрачны для большей части падающего солнечного света, но не для инфракрасного света от нагретой поверхности Земли. Эти газы играют важную роль в определении средних глобальных приземных температур. Когда Земля излучает столько же энергии, сколько поглощает, ее средняя температура остается стабильной.
2.7 Последствия изменений в энергетической системе Земли часто проявляются не сразу. Реакция на изменения в энергетической системе Земли, вход и выход, часто заметна только в течение месяцев, лет или даже десятилетий.
Энергия движет Земной системой
Вулканические огненные фонтаны извергаются в Мауна-Улу в 1969 году, показывая проблеск внутреннего тепла Земли. Изображение предоставлено Геологической службой США.
Когда учащиеся узнают о процессах на Земле, они обычно сосредотачиваются на самих процессах, таких как тектоника плит, приливы или течения.
Эти идеи иллюстрируют, как все процессы на Земле управляются энергией. Перенос энергии можно рассматривать как движущую силу земной системы.
Большая часть энергии в системе Земли поступает всего из нескольких источников: солнечной энергии, гравитации, радиоактивного распада и вращения Земли. Солнечная энергия управляет многими поверхностными процессами, такими как ветры, течения, гидрологический цикл и климатическая система в целом. Гравитация заставляет реки и другие материалы течь вниз по склону и создает приливы (из-за гравитационного притяжения Луны). Радиоактивный распад создает тепло в недрах Земли, а силы вращения Земли влияют на потоки воздуха и воды.
Эти идеи в значительной степени пересекаются с Принципами 1 и 2 климатической грамотности. Принцип 1 климатической грамотности фокусируется на Солнце как на основном источнике энергии для климатической системы Земли, а Принцип 2 климатической грамотности объясняет, что парниковые газы влияют на энергетический баланс Земли.
Земля. Углекислый газ и другие парниковые газы задерживают исходящую радиацию, которая в противном случае вышла бы за пределы земной системы, тем самым нагревая атмосферу. Он также обобщает углеродный цикл через различные поглотители и источники углерода.
Потоки энергии могут меняться с течением времени
На этой карте показана схема ветра, дующего над США.
Потоки энергии на Земле могут принимать разные формы. В некоторых случаях потоки энергии постоянны, например, при распаде естественных радиоактивных материалов внутри Земли. Этот процесс выделяет тепло недрам Земли, что помогает управлять движением тектоники плит с довольно постоянной скоростью.
В других случаях потоки энергии могут изменяться во времени, например, в углеродном цикле. Энергия управляет потоком углерода между различными резервуарами. Углерод может существовать в карбонатных породах (таких как известняк), в запасах ископаемого топлива (таких как уголь, нефть или природный газ), в атмосфере, в океанах или в молекулах биологических организмов.
Крупномасштабное сжигание ископаемого топлива удаляет накопленный органический углерод из земной коры и выбрасывает углекислый газ в атмосферу. Это изменило состав атмосферы, так что она более эффективно улавливает уходящее тепло. Таким образом, люди изменили естественный энергетический баланс Земли.
Даже без людей на Земле произошли изменения в энергетическом балансе. В течение геологического времени произошли резкие изменения в потоке энергии через Землю. Например, Земля была полностью расплавлена в начале своей геологической истории и была покрыта льдом в докембрийский период. Когда-то Солнце было на 30% тусклее, чем сегодня.
Исследуйте эти идеи в контексте Учения о ранней Земле.
Эти драматические изменения иллюстрируют, как изменяющиеся потоки энергии через земную систему изменили ход истории Земли. Студенты могут оценить, как на энергетический баланс планеты повлияло как природное, так и человеческое влияние.
Помочь учащимся понять эти идеи
youtube.com/embed/4lrKZDaIFo0?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share» allowfullscreen=»» title=»Energy Literacy Essential Principle #2″> Сопутствующее видео Министерства энергетики
Посмотреть версию этого видео не на YouTube
Эти концепции довольно тонкие. Гораздо легче понять знакомый наблюдаемый физический процесс, чем понять энергию, которая им управляет. Начните с процессов, в которых энергию легко наблюдать, таких как извержения вулканов или ураганы. Оттуда студенты могут оценить, как энергия является частью почти каждого процесса на Земле. Предложите учащимся использовать концептуальную карту, чтобы связать процесс с задействованными типами энергии. Вернитесь к Энергетическому Принципу 1 за списком различных форм энергии.
В качестве альтернативы преподаватели могут использовать системный подход. Используя гидросферу в качестве одного из примеров, учащиеся могут изучить, как энергия поглощается на протяжении всего цикла.
Солнечная энергия вызывает испарение; неравномерный нагрев Земли вызывает движение воздушных масс; Силы Кориолиса помогают штормам обрести форму; и гравитация заставляет реки течь вниз по склону. Другим важным фактором является высокая теплоемкость (или удельная теплоемкость) воды. Это означает, что для изменения температуры воды требуется много энергии. Этот смягчающий эффект позволяет водной среде оставаться при относительно стабильной температуре по сравнению с воздухом. Это также объясняет, почему в районах вблизи больших водоемов температура умеренная с меньшим количеством экстремальных температур, чем в районах, удаленных от воды.
При обучении изменению климата подумайте о том, как потепление атмосферы влияет на другие процессы, такие как бури, волны тепла и другие формы экстремальных погодных явлений. Благодаря высокой теплоемкости воды океаны могут поглощать большую часть тепла, вызванного изменением климата. Но какие еще последствия это имеет?
Еще один способ связать эти идеи с изучением изменения климата — посмотреть на альбедо.
Эта концепция исследует, как энергия Солнца может поглощаться поверхностью Земли или отражаться от нее и отражаться обратно в космос. Снег и лед отражают большую часть поступающей радиации. Более темные поверхности, такие как открытый океан и голая земля, поглощают больше энергии. По мере отступления ледников и таяния морского льда потеря площади, покрытой льдом, способствует дальнейшему потеплению. Это один из примеров самоусиливающегося цикла обратной связи.
Использование этих идей в классе
Связанные учебные материалы
Концептуальное картирование
Визуализация энергетического баланса процессов, чтобы учащиеся познакомились с идеей о том, что энергия является неотъемлемой частью почти всех процессов на Земле. Обучение потоку энергии в системах является одним из способов поощрения системного мышления у учащихся.
Поскольку эти идеи могут быть абстрактными, педагогические методы, которые воплощают их в жизнь, полезны. Визуализация и моделирование могут выявить скрытые процессы в работе.
Картирование понятий может помочь учащимся найти связь между причиной и следствием. Студенты могут даже принять стратегию ролевой игры, чтобы стать атомом углерода или тропическим штормом. Как только учащиеся познакомятся с идеей о том, что энергия присуща земным процессам, эти принципы могут быть включены во многие темы наук о Земле.
Учебные материалы из коллекции CLEAN
Средняя школа
- Amazing Albedo — это лаборатория, в которой учащиеся используют термометры, белую и темную бумагу и лампы для измерения различий в альбедо. Установлены связи с альбедо в Антарктиде.
- Геотермальная энергия: использование силы Земли — в этом коротком видео объясняется, как геотермальная энергия используется, преобразуется в пар, транспортируется в генераторы и преобразуется в электричество.
Средняя школа
- Визуализация «Земля — это система» помогает объяснить, почему понимание Земли как интегрированной системы компонентов и процессов необходимо для естественнонаучного образования. Видео «Удар по солнечному балансу» использует красочную анимацию, чтобы проиллюстрировать энергетический баланс Земли.
- Что делает парниковый газ парниковым газом? и почему некоторые молекулы поглощают энергию? предложить учащимся два интерактивных способа (компьютерное моделирование и построение модели на практике) для изучения того, как газы могут улавливать тепло.
- Анимация «Ветер и циркуляция океана» иллюстрирует поток энергии, который течет от атмосферных ветров к океанским течениям. Высокое качество анимации привлекает внимание и было бы очень полезно для объяснения сложных процессов, которые трудно себе представить.
- В задании «Ураганы как тепловые двигатели» учащиеся изучают влияние ураганов на температуру поверхности моря, чтобы понять, как ураганы извлекают тепловую энергию с поверхности океана.
Видео «Удар по солнечному балансу» использует красочную анимацию, чтобы проиллюстрировать энергетический баланс Земли.
Колледж
Связанные учебные материалы
Обучение системному мышлению для студентов колледжа
Обучение сложным системам с помощью STELLA
- Почему изменение климата делает штормы сильнее.
