Концепция за енергия на станция 1 - PDF безплатно изтегляне
Задача, Станция 1 Енергийна концепция Материал: Учебни последователности, брошура 1 Физическа книга, ножици и лепило Работни листове: 1.1 Енергийни източници 1.2 Видове енергия 1.3 Енергийни форми 1.4 Изчерпване на енергията 1.5 Енергичното куче 1.6 Нашите най-важни първични енергии 1.7 Първични енергийни източници Работни задачи: 1. Прочетете страници от 5 до 7 в брошура 1 от последователностите на обучение 2 Повторете и отбележете термините работа и енергия, както и основните твърдения на 1-ви и 2-ри закон на термодинамиката 3. Разработете и отговорете на следните точки, като използвате работните листове: Какви видове енергия има? Кои видове енергия разграничавате? Кои първични енергийни носители се използват за генериране на енергия? Допълнителна задача: Прочетете и прегледайте страници 8 до 11 в том 1 от учебните последователности.Изяснете четирите различни аспекта на понятието енергия. 13
История на работния лист за енергопотребление 1.1. Източници на енергия. Станция 1.
Работен лист 1.2 Видове енергия Станция 1 Енергиен термин 1. Подредете следните термини според видовете енергия Твърди въглища Механична работа Геотермална енергия Бензин Природен газ Биомаса Отоплителна пара Ядрено гориво Дизелово гориво Лек Електричество Брикети Топлинна кокса Хидроенергия Отоплителна топлина Лигнитен суров нефт Вятър Слънчева енергия Отоплително масло Първична енергия Вторична енергия Полезна енергия Брикети от твърди въглища 2. Създайте вериги за преобразуване. За целта въведете термините първична енергия, вторична енергия, полезна енергия и преобразувател в схемата. 3. Намерете примери от горната таблица. Като преобразуватели могат да се използват следното: електроцентрала, крушка, всички домакински уреди, турбини и др. 4. Кои вериги за преобразуване са правилни? а. Кокс за въглища b. Петролен петролен ток c. Електроенергия Steam Petroleum d. Електроенергия на въглища с пара 15
Работен лист 1.3 Форми на енергийна станция 1 Енергийна концепция Енергията може да бъде разпозната само по нейните ефекти. Примери за такива ефекти са напр. Б. движение, светлина и топлина. Въз основа на наблюдаемите ефекти се прави разграничение между следните форми на енергия: 1 2 3 4 кинетична енергия (напр. Шофираща кола), енергия на опън (напр. Опъната пружина), топлина (напр. Прегрята пара), химическа енергия (напр. Горива, автомобилен акумулатор), електрическа енергия (напр. Мълния), лъчиста енергия (напр. UV лъчение, радиовълни) ядрена енергия (напр. Енергия на делене). 1. Задайте формите на енергия на фигурите и ги въведете в таблицата. Фигура 1 Форма на енергия 5 6 2 3 4 5 6 7 8 7 8 9 10 9 10 2. Попълнете празните полета с допълнителни примери, които разкриват формата на енергия, и ги въведете в таблицата. 16.
Работен лист 1.4 Обезценяване на енергията, Станция 1: Енергийна концепция, обезценяване на енергията и насока на процесите 17
Работен лист 1.5 Енергично куче Станция 1 Енергийна концепция Наситено, сега се промъква нагоре по стълбите отсреща и каква радост вижда примамливият плувен басейн. Преди да се усети, той се подхлъзва и пада. Енергия на движение 6 от Енергия на движение 1 от Енергия на движение 2 Енергия на движение 5 изключена от Енергия на движение 4 Енергия на движение 3 на разстояние Кучето бяга на горния десант и напълва малко стомаха си. След това скача надолу по стълбите и яде храната си. Преобразуването на енергия се извършва във всички процеси; възниква преди всичко кинетичната енергия, но тя има различен произход. Въведете формата на енергия, от която възниква кинетичната енергия под стрелките. 18-ти
Работен лист 1.6 Най-важните ни първични енергийни източници Станция 1 Енергийна концепция Раклата за съкровища ви казва кои първични енергийни източници използваме в момента за снабдяване с енергия. Кои първични енергийни източници са в гърдите? Въведете имената им. 6% 14% 22% 12% 22% 24% Сега знаете първичните енергии и ако обозначите тази картина, ще разберете до каква степен те допринасят за нашето енергийно снабдяване. Шестият сегмент с 6% са отоплителното масло, помпите и други. 19-ти
Работен лист 1.7 Станция за първично енергоснабдяване 1 Енергийна концепция Първичното енергоснабдяване 1. Изрежете показаните символи и поставете общ преглед на първичните енергийни източници от тях. 2. Кой решаващ енергиен източник липсва? Носете го и залепете също. възобновяеми енергийни източници изкопаеми горива ядрено гориво 3. Дайте термини изкопаеми или възобновяеми и изчерпателни или неизчерпаеми на енергийните носители. 20-ти
Solutions Station 1 Енергийна концепция за работен лист 1.2 Типове енергия 1. Първична енергия, вторична енергия, полезна енергия, твърди въглища, кокс, газови брикети, лигнитни въглища, брикети Светлина 4. a & d към работен лист 1.3 Форми на енергия Фигура 1: Химическа енергия Фигура 2: Лъчиста енергия Фигура 3: Енергия от напрежение Фигура 4: Топлина Фигура 5: Кинетична енергия Фигура 6: Електрическа енергия 21
Форми на енергия Форма на енергия Физическа форма Потенциална енергия Височина енергия Енергия под налягане Енергия на затворена вода Компресиран газ Спирална пружина Кинетична енергия Движеща се енергия Движеща се кола Въртяща се топка Енергия на въртене на маховик Топлина Химически свързана енергия Ядрена енергия Енергия на магнитното поле Електромагнитна радиационна енергия Прегрята пара Горива, автомобилна батерия Уран, кондензатор на уран Енергично куче Провеждат се следните енергийни преобразувания: Стрелка 1: от химическа енергия Стрелка 2: от химическа енергия Стрелка 3: от позиционна енергия Стрелка 4: от химическа енергия Стрелка 5: от химическа енергия Стрелка 6: от позиционна енергия Обяснение а) Кучето е съхранило химическа енергия, която той преобразува в кинетична енергия чрез мускулна сила, докато се движи. б) На горното ляво стълбище има химическа и позиционна енергия. Когато кучето сега изтича надолу по стълбите, то преобразува част от своята химически свързана енергия в кинетична енергия (+ топлина), за да се справи с пътя (хоризонтална равнина); за преодоляване (вертикалната) височина на падане в същото време част от потенциалната енергия в кинетична енергия. 22-ри
в) Чрез ядене замества току-що изразходваната химическа енергия. г) Ако след това отново се изкачи по стълбите, той се нуждае от химическа енергия както за пътя, така и за преодоляване на височината. д) Ако се подхлъзне на десния пиедестал и падне в басейна, кинетичната енергия се получава изключително от енергията, налична за работен лист 1.6 % Лигнит, 22% каменни въглища, 12% природен газ, 14% възобновяеми енергийни източници, 6% отоплително масло, помпено съхранение и други за работен лист 1.7 Основно енергоснабдяване Преглед на първичното енергийно снабдяване Неизчерпаеми енергии Възобновяеми енергийни източници Изкопаеми енергии Ядрени горива Слънчева енергия Вятърна енергия Хидроенергия Биомаса Геотермална енергия Енергия от приливни газове Уран-торий 2. Липсва слънчева радиация като важен енергиен носител. 23.
Задача за станция 1 Енергийни количества Материал: Учебни последователности, брошура 1 Енергия, учебни последователности, брошура 2 ТЕЦ Работни листове Работни задачи: Прочетете мерната единица за енергия на страница 11 от учебните последователности за брошура 1, Енергия. Вижте също обобщената таблица на страница 32. Създайте ясна таблица на работен лист 2.1 Изпълнете следното упражнение, като използвате другата таблица за преобразуване (работен лист 2.2): 1 кило-джаул (kj) съответства на хиляда джаула 10 3 1000 1 мега-джаул (MJ) съответства на един милион Джоул 10 6 1 000 000 1 Гига-джаул (GJ) съответства на един милиард джаула Прочетете в брошура 2 от последователностите на обучение за ТЕЦ, стр. 21 и 22 Ефективността. Решете съответната задача на работен лист 2.3. На страница 12 от учебните последователности, брошура 1, Енергия, разгледайте енергийния баланс на Земята. Слънцето постоянно грее на земята с мощност от 180 милиарда мегавата. Какъв процент от него се освобождава обратно в космоса? Изчислете ефективността на земята. Съберете стойностите на мощността и консумацията на енергия на типичните домакински уреди в таблица. Допълнителна задача: Прочетете текста на съименника на енергийния блок (работен лист 2.4). 24
Работен лист 2.1 Мерни единици за енергийната станция 2 Енергийни количества Физическо количество Единици Преобразуване между блоковете 25
Работен лист 2.2 Единици за измерване на енергийната станция 2 Енергийни количества Какво може да направи енергията и каква енергия е в 1 джаул (1 J) пчелата трябва да прелети 120 m електрическа енергия се изисква от джобния калкулатор, докато извършва 50 умножения 1 kilojoule (10 3 J) трябва да обръснете електрически половината от лицето си, което прекарвате, когато плувате 1 м, ходите 5 м, карате 12 м или се изкачвате по 8 стъпала. 1 мегаджаул (10 6 J) е достатъчен за приблизително 2 международни футболни мача в цвят (телевизор ) харчите, ако не правите нищо в продължение на 3,5 часа (базална скорост на метаболизма) 1 гигаджаул (10 9 J) е достатъчен в домакинство от 4 души за измиване и сушене 3 месеца, за осветление 8 месеца 1 тераджул (10 12 J) В 31 000 л бензин, което би било достатъчно за околосветско пътуване с кола 8, една лошо изолирана къща губи 1 петажул (10 15 J) за 7 години, 1985 1 Exajoul e (10 18 J), което земята получава от слънцето за 6 секунди, е текущото световно потребление на първична енергия за 21 часа 26
Работен лист 2.3 Ефективност на станция 2 Количества енергия През един летен ден един квадратен метър отговаря на 0,6 kJ слънчева енергия в секунда. Слънчевата радиация удря слънчевите клетки с ефективност 12% и обща площ 9 м 2. За колко време човек може да генерира електрическа енергия от 1 kWh? 27
Решения за станция 2 Количества енергия за работен лист 2.2 Другата таблица за преобразуване 1 кило-джаул (kJ) съответства на хиляда джаула 10 3 1000 1 мега-джаул (MJ) съответства на един милион джаула 10 6 1 000 000 1 гига-джаул (GJ) съответства на един милиард джаула 10 9 1 000 000 000 1 тера джаул (TJ) съответства на един трилион джаула 10 12 1 000 000 000 000 1 пета джаул (PJ) съответства на един квадрилион джаула 10 15 1 000 000 000 000 000 1 екза джаул (EJ) съответства на един Трилион джаула 10 18 1 000 000 000 000 000 000 за работен лист 2.3 Ефективност 0,6 kj 1 m 2 1 s = излъчена енергия 0,6 kj 9 m 2 = 5,4 kj = 5400 вата 1 m 2 1 ss 5400 W. 0,12 = 648 W t = 1 kwh = 1,54 h 648 W за работен ред енергийният баланс на земята 100% слънчева радиация; минус 31% отражение на атмосферата; минус 21,7% топлинно излъчване от въздушната обвивка; 47,3% достигат до повърхността, т.е. H. 47,3% от излъчената енергия се преобразува в енергийния баланс на земята в работен лист 2.4 Джоулът и неговият съименник През 1978 г. физическата единица Джоул замества официалния си предшественик, калориите, на практика и до днес с умерен успех. 29
Задача за станция 3 ТЕЦ Материал: Учебни последователности, брошура 2 ТЕЦ Работен лист 3.1 Функционалност на ТЕЦ Работен лист 3.2 Термоелектрически централи като преобразуватели на енергия Работен лист 3.3 Функционалност на ТЕЦ Текстов лист Производство на енергия в ТЕЦ Допълнителна информация на: http://www.rag-deutsche-steinkohle.de/virtuelle_grubenfahrt/ .php работни задачи: Прочетете в брошурата с последователностите на обучение 2 ТЕЦ, страници 8 и 9. Работете върху приложените работни листове и отговорете на въпроса: В коя част на системата се извършва преобразуването в електрическа енергия? Допълнителна задача: Прочетете в учебната последователност брошура 2 ТЕЦ страници 10 до 15 за повече задълбочена информация. 30-ти
Термоелектрически централи за работен лист като преобразуватели на енергия Станция 3 Топлоцентрали Комин Котел/парогенератор Почистване на димни газове Водно-воден цикъл Мелница за въглища Магазин за въглища Прахообразна помпа Химически свързана енергия Електропровод Турбинен генератор Кондензатор Охлаждаща верига Охлаждаща кула В електроцентралите електрическата енергия се получава от други форми на енергия. Обозначете най-важните части в скицата. Завършете веригата за преобразуване на енергия. 32
Режим на работа на работен лист, станция 3, топлоелектрически централи Обяснете основния режим на работа на въглищна електроцентрала за производство на енергия. 33
Решения за станция 3 ТЕЦ към работен лист Функционалност на ТЕЦ Решения към текста в заготовката: 1 = химическа енергия 2 = топлинна енергия 3 = пара 4 = турбина 5 = генератор 6 = котел 7 = топлина 8 = вода 9 = парогенератор 10 = пара 11 = турбина 12 = генератор 13 = кондензатор 14 = помпа за захранваща вода за ТЕЦ на работен лист като преобразувател на енергия вижте брошура за последователността на обучение 2 ТЕЦ страница 8 34
Задача за станция 4 Комбинирана топлинна и електрическа енергия Материал: Брошура за последователности на обучение 2 - ТЕЦ Работен лист 4.1 KWK Работен лист 4.2 - Пример за изчисление Работни задачи: Използвайте работен лист 4.1 KWK, за да изработите принципа на комбинираната топлина и мощност. Прочетете глава 4.2 в последователностите на обучение в брошура 2 ТЕЦ, страници 24 до 26. Комбинирана топлина и мощност. Следвайте примерното изчисление на работен лист 4.2. Допълнителна задача: Изяснете следните въпроси по време на екскурзия на електроцентрала. Каква е разликата между основния кондензатор и отоплителния кондензатор? Как може ТЕ да бъде адаптиран към различните енергийни изисквания през лятото и зимата? За какво може да се използва централно отопление през лятото? 35
Работен лист 4.1 CHP станция 4 Комбинирано производство на топлинна и електрическа енергия В конвенционална топлоелектрическа централа се генерира само електрическа енергия. ТЕЦ, от друга страна, генерира както електрическа енергия, така и централно отопление. Парогенератор Турбини Електрическа мрежа Генератор Помпа за захранваща вода за почистване на димни газове Топлообменник Кондензатор Горивна промишленост Жилищни сгради Охлаждаща кула Източник: ASE/според RWE Energie AG Опишете цикъла на водната пара, когато ТЕЦ генерира само електрическа енергия. Какво поглъща в този случай така наречената отпадъчна топлина? ако ТЕЦ генерира само централно отопление. Какво поглъща в този случай така наречената отпадъчна топлина? 36
Кой е най-евтиният вариант по отношение на потреблението на първична енергия (PE)? Вариант 1 PE, електричество 400 000 kwh/0,37 1 081 081 kwh PE, отопление 450 000 kwh/0,80 562 500 kwh Общо PE, електричество + PE, топлина 1 643 581 kwh Вариант 2 електричество, CHP 200 000 kwh период на използване, CHP 200 000 kwh/50 kw 4000 h топлина, CHP 70 kwh 4000 h 280 000 kwh PE, CHP 200 000 kwh/0,35 571 429 kwh електричество, EVU 400 000 kwh 200 000 kwh PE, електричество EVU 200 000 kwh/0,37 540 540 kwh отоплителен котел 450 000 kwh 280 000 kwh 170 000 kwh PE, топлина 170 000 kwh/0,80 212 500 kwh общо PE, CHP + PE, електричество EVU + PE, топлина 1 324 469 kwh Вариант 2 с CHP е най-доброто решение по отношение на първичната енергия за свежи цветя. Има предимство от около 20%. 38
Задача за компоненти на електроцентрала станция 5 Материал: Учебни последователности, брошура 2 - Топлоелектрически централи http://www.energiewelten.de/elexikon/lexikon/index3.htm Работен лист 5.1 Принципна скица За допълнителна информация вижте: http://www.rwesolutionsworld.de/dokumente/rwe_solutions_world_index_v4. html http://www.tilo-schuster.de/2004/homes04-46.htm Работни поръчки: Следвайте разходка през най-важните компоненти на ТЕЦ онлайн в Лексикона на енергийните светове. Използвайте следните връзки: Топлоелектрическа централа Електроцентрала за горене Парна генерация Котел Бенсън котел Почистване на димни газове Замърсител в димните газове Парна турбина Версии Генератор Електроцентрали Генератори Кондензатор Охлаждаща кула Естествена тяга мокра охладителна кула Прочетете страници 9 до 15, глава 2.1.3 от последователностите на обучение, Брой 2 До 2.1.7 Попълнете разпознатите компоненти на работен лист 5.1 Контурна скица. 39
Работен лист 5.1 Схематична скица на компоненти на станция 5 на електроцентралата 1 3 6 8 9 10 7 11 15 2 14 4 5 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 40
Решение за станция 5 Компоненти на електроцентрала за работен лист 5.1 Принципна скица 1 - Котел/Горивна камера 2 - Пещ/Горелка 3 - Дим и изгорели газове 4 - Помпи за захранваща вода 5 - Захранваща вода 6 - Прегрята пара 7 - Турбина с високо налягане 8 - Турбина с ниско налягане 9 - Генератор 10 - Енергийна машина 11 - Кондензатор 12 - Помпа за охлаждаща вода 13 - охлаждаща вода 14 - подгревател 15 - линия към електрическата мрежа 41
График Проучванията на електроцентралата са популярни и, разбира се, трябва да се вписват безпроблемно в хода на урока. Затова се свържете своевременно с енергийната компания, чиято електроцентрала искате да посетите, за да си уговорите среща. 44