منابع انرژی
پاسخ فعالیت صفحه ۷۳ علوم هفتم
نمودار روبه رو درصد مصرف انرژی های مختلف را در همه کشورها در سال 1392 نشان می دهد. با توجه به این نمودار به پرسش هایی که در صفحه بعد آمده است، پاسخ دهید.
الف) چند درصد از مصرف انرژی کل جهان از سوخت های فسیلی تأمین شده است؟
طبق نمودار سوخت های فسیلی شامل نفت (33درصد)، زغال سنگ (30درصد) و گاز طبیعی (24درصد) می‌شود که در مجموع 87 درصد مصرف انرژی کل جهان می‌باشند.
87% = 33+30+24
ب) اگر مصرف سوخت های فسیلی با همین روند ادامه یابد، چه مشکلاتی ممکن است رخ دهد؟
اولاً اینکه منابع سوخت‌های فسیلی تمام می‌شوند زیرا تجدیدنشدنی هستند. دوماً مصرف آنها موجب آلودگی محیط زیست می‌شود زیرا گرما و دی اکسید کربن تولید میکنند و آب و هوا و خاک را آلوده میکنند.
پ) دانشمندان پیش بینی کرده اند که مصرف انرژی در جهان حدود 30 سال آینده دو برابر می شود؛ یعنی جهان در سال 2040 میلادی، تقریباً دو برابر امروز به انرژی نیاز دارد. به نظر شما بشر در آینده این انرژی را از چه منابعی می تواند تأمین کند؟
سوخت‌های هسته‌ای، انرژی خورشیدی، انرژی باد، انرژی برق آبی، انرژی امواج دریا و جزر و مد، انرژی زمین گرمایی و سوخت های گیاهی.
ت) تحقیق کنید از میان نزدیک به 200 کشور در جهان در چه کشورهایی از سوخت های هسته ای برای تأمین انرژی استفاده می شود؟
در حال حاضر (سال 2020 میلادی) این کشورها از سوخت هسته ای استفاده میکنند:
ایران، آمریکا، فرانسه، اسپانیا، بلژیک، سوئیس، سوئد، فنلاند، ژاپن، روسیه، بریتانیا (انگلیس)، کره جنوبی، کره شمالی، امارات، کانادا، آلمان، هند، اوکراین، سوئد، چین، اسپانیا، بلژیک، تایلند، جمهوری چک، اسواتینی، آفریقای جنوبی، رومانی، مکزیک، آرژانتین، پاکستان، لیتوانی، اسلونی، اسلواکی، هلند، ارمنستان، ترکیه، اندونزی، ویتنام، مصر، اسرائیل، لیبی، لهستان، بلغارستان، مجارستان، برزیل.
پاسخ فعالیت صفحه ۷۴ علوم هفتم
شکل صفحه بعد مراحل تولید انرژی الکتریکی را از سوخت های فسیلی نشان می دهد. به کمک اعضای گروه خود گزارشی بنویسید که در آن چگونگی تبدیل انرژی ذخیره شده در سوخت های فسیلی به انرژی الکتریکی بیان شود. در این گزارش همچنین به برخی از مهمترین معایب و مزایای سوخت های فسیلی برای تولید انرژی الکتریکی اشاره کنید.
آبِ درون مخزن با دریافت گرمای سوختنِ سوخت‌های فسیلی به جوش آمده و بخار می‌شود. این بخار انرژی جنبشی زیادی دارد و توربین‌ها را می‌چرخاند. توربین به یک ژنراتور وصل است. ژنراتور با تولید انرژی الکتریکی، آن را در اختیار خطوط انتقال انرژی قرار میدهد. بخار از توربین عبور کرده و پس از میعان و سرد شدن به دیگ بخار بازمیگردد تا آب و گرمای آن هدر نرود. و این چرخه ادامه می‌یابد.
مهمترین معایب سوخت‌های فسیلی:
1) منابع سوخت‌های فسیلی محدود است و پس از مصرف، جایگزین نمی‌شوند (در حال تمام شدن هستند).
2) با تولید گازهای آلاینده، مانند کربن دی‌اکسید، باعث آلودگی هوا می‌شوند.
3) بازدهی کمی دارند و بیشتر انرژی حاصله به صورت گرما و گازهای زائد به محیط منتقل می‌شوند.
مهمترین مزایای سوخت‌های فسیلی:
1) ارزان هستند.
2) قابل ذخیره کردن هستند.
3) به آسانی تبدیل می‌شوند.
4) فراوان و در دسترس هستند.
5) انرژی آنها زیاد است.
پاسخ فعالیت صفحه ۷۵ علوم هفتم
انتقال کلان، پایدار و ایمن نفت خام به پالایشگاه ها و همچنین انتقال فراورده های نفتی حاصل از آن به نقاط مختلف یکی از عوامل مهم در توسعه یک کشور شناخته می شود. در کشور ایران روزانه بیش از ٣٣٠ میلیون لیتر مواد نفتی (شامل نفت خام و فراورده های آن) از طریق ١٤٠٠٠ کیلومتر خطوط لوله زیرزمینی (به قطر ١۵ تا ٩٠ سانتی متر) به نقاط مختلف انتقال می یابد.
الف) اگر قرار بود به جای انتقال این حجم زیاد از مواد نفتی توسط خطوط لوله، از تانکرهایی با ظرفیت 20000 لیتر استفاده می شد، در این صورت چه تعداد تانکر نیاز بود؟
16500 = 20000 / 30000000
در این صورت ۱۶۵۰۰ عدد تانکر نیاز بود.
ب) پاسخ قسمت الف را از نظر شدآمد (ترافیک) جاده ای و مخاطرات آن و همچنین مسائل زیست محیطی در گروه خود به بحث بگذارید و نتیجه را به کلاس ارائه کنید.
اگر قرار بود روزانه ۱۶۵۰۰ عدد تانکر در نقاط مختلف کشور جابجا شود ترافیک به طرز چشمگیری افزایش پیدا می‌کرد و هوای کشور آلوده‌تر میشد. همچنین بروز حوادث مانند تصادف و آتش‌سوزی تانکرها خطرناک بود.
پ) اگر بر اثر سهل انگاری آسیبی به خطوط لوله وارد شود، چه پیامدهایی می تواند داشته باشد؟
پیامدهایی همچون آتش‌سوزی، هدر رفتن منابع نفتی، آلودگی هوا، آلودگی آب‌ها و به طورکلی آسیب های زیادی برای محیط زیست ایجاد می‌شود.
پاسخ فعالیت صفحه ۷۶ علوم هفتم
الف) به کمک اعضای گروه خود در خصوص نقاط قوت و ضعف تولید انرژی الکتریکی از طریق نیروگاه های هسته ای تحقیق کنید و نتیجه را در کلاس درس به بحث بگذارید.
نقاط قوت تولید انرژی الکتریکی از طریق نیروگاه هسته ای:
1) کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی
2) انرژی بسیار زیادی از سوخت‌های هسته‌ای به دست می‌آید
3) سوخت‌های هسته‌ای، هوا را آلوده نمی‌کنند و به محیط زیست آسیب نمی‌زنند.
4) نقاط ضعف تولید انرژی الکتریکی از طریق نیروگاه هسته ای:
5) فرآیند آماده‌سازی سوخت‌های هسته‌ای کار دشواری است.
6) منابع این سوخت‌ها محدود است و پس از مدتی تمام می‌شوند.
7) حفاظت از راکتورهای هسته‌ای، کاری حساس و گران است.
8) سوخت‌های هسته‌ای، پرتوزا و خطرناک هستند.
ب) بازده نیروگاه های سوخت فسیلی و هسته ای حدود ۳۵ درصد است؛ یعنی این نیروگاه ها از هر ١٠٠ واحد انرژی ای که دریافت می کنند، تنها ۳۵ واحد آن را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند. با توجه به شکل روبه رو و همچنین ضرورت استفاده بهینه از منابع انرژی به ویژه انرژی الکتریکی، راهکارهایی عملی برای صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی در محلی که زندگی می کنید، پیشنهاد کنید.
اصلاح فرهنگ مصرف و صرفه جویی در مصرف برق با اقداماتی همچون استفاده از وسایل برقی کم مصرف یا خاموش کردن لامپ‌های اضافی، کم کردن اتلاف انرژی، انجام فعالیت‌های روزمره قبل از تاریک شدن هوا در سطح کلان و…
پاسخ فعالیت صفحه ۷۷ علوم هفتم
نمودار زیر میزان سرمایه گذاری های انجام شده را در طی یک دهه در زمینه توسعه و به کارگیری انرژی های تجدید پذیر در کل جهان نشان میدهد.
با توجه به نمودار به پرسش های زیر پاسخ دهید:
الف) بین سال های 1383 تا 1393 سرمایه گذاری های انجام شده در زمینه ی انرژی چند برابر شده است؟ بیشترین رشد سرمایه گذاری مربوط به چه سالی بوده است؟
سال 1383 برابر با 33 میلیارد دلار بوده است و در 1393 به 254 میلیارد دلار رسیده است یعنی 7.69 برابر شده است.
بیشترین مقدار رشد سرمایه گذاری در سال 1394 اتفاق افتاده است، زیرا نسبت به سال قبلش 68 میلیارد دلار افزایش داشته است. اما بیشترین درصد رشد در سال 1384 رخ داده است زیرا نسبت به سال قبلش 72 درصد افزایش داشته اشت.
ب) چرا در سال های اخیر سرمایه گذاری های زیادی برای پژوهش، توسعه و بهره برداری از انرژی های تجدید پذیر شده است؟
به علت ضروررت‌های زیست محیطی و با توجه به قیمت سوخت‌های فسیلی و همچنین ارزان شدن فناوری‌های جدید و در دسترس بودن برخی از انرژیهای تجدید پذیر، در سال های اخیر سرمایه گذاری های زیادی بر روی آنها شده است.
پ) تحقیق کنید در سالهای اخیر ایران چقدر در زمینه ی بهره مندی از انرژی های تجدید پذیر سرمایه گذاری کرده است ؟
برآوردها نشان میدهد حدود ۸۵ هزار مگاوات ظرفیت کل نیروگاههای کشور است که بر اساس قانون برنامه ششم توسعه می بایست، حدود چهار هزار مگاوات از نیروگاه ها تبدیل به نیروگاه تجدیدپذیر میشد اما اکنون چیزی بیش از ۸۰۰ مگاوات نیروگاه تجدیدپذیر در کشور وجود دارد.
هرچند معاون سازمان انرژیهای تجدید پذیر وزارت نیرو گفته است: با افزایش نرخ ارز، قیمت تجهیزات مورد نیاز برای ساخت نیروگاههای تولید کننده انرژی تجدیدپذیر که بیشترشان تولید داخل کشور است، افزایش چندانی نداشته است در نتیجه هزینه سرمایه گذاری در این بخش بشدت کم شده است، اما روند فعلی بیانگر آن است که عقب ماندگی زیادی در این بخش وجود دارد.
پاسخ فکر کنید صفحه ۷۸ علوم هفتم
در محلی که زندگی می کنید به طور میانگین در طول روز چند ساعت هوا آفتابی است؟ آیا سرمایه گذاری برای استفاده از انرژی خورشیدی می تواند یکی از گزینه های مناسب در محل زندگی شما باشد؟
پاسخ این سوال به شهر محل زندگی دانش آموز بستگی دارد پس به عهده دانش آموز میباشد
پاسخ فکر کنید صفحه ۷۹ علوم هفتم
دانش آموزی، نظر خود را درباره ی توربین های بادی به شکل زیر بیان کرده است:
« در توربین های بادی از انرژی خورشیدی به طور غیر مستقیم بهره برداری می شود؛ زیرا باد، انرژی خود را از انرژی خورشیدی که سطح زمین جذب می کند به دست می آورد.»
آیا شما با این نظر موافقید؟ دلایل خود را با دیگر اعضای گروه به بحث بگذارید و نتیجه را به کلاس ارائه کنید.
بله من هم با نظر این دانش آموز موافق هستم. زیرا در اثر تابش خورشید، زمین گرم می‌شود، هوای نزدیک به سطح زمین به زمین برخورد می‌کند و منبسط شده و به سمت بالا جابجا می‌شود و هوای خنک که سنگین‌تر است، جای هوای گرم را می‌گیرد و در نتیجه، باد به وجود می‌آید.
